Modelagem dos efeitos de re-emissão térmica em satélites artificiais : LAGEOS e GPS

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Duha, Jania
Data de Publicação: 2000
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/43670
Resumo: Orientadores: Germano B. Afonso, Luiz Danilo D. Ferreira
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spelling Ferreira, Luiz Danilo Damasceno, 1944-Universidade Federal do Paraná. Setor de Ciências da Terra. Programa de Pós-Graduação em Ciências GeodésicasAfonso, GermanoDuha, Jania2024-03-21T19:11:38Z2024-03-21T19:11:38Z2000https://hdl.handle.net/1884/43670Orientadores: Germano B. Afonso, Luiz Danilo D. FerreiraTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Ciências GeodésicasResumo: Neste trabalho, as forças, noite-dia e invemo-verão, componentes da força de reemissão térmica total, são modeladas e analisadas para os satélites LAGEOS e GPS. É realizada uma análise das componentes radial, transversal e normal da aceleração de re-emissão térmica em função das dimensões do satélite e de sua altitude, para um satélite-teste com dados do LAGEOS. Encontra-se uma lei de seleção que associa as dimensões do satélite e a sua altitude à força atuando no satélite e que determina quando o efeito de re-emissão térmica é máximo. Além disso, a modelagem térmica aplicada ao LAGEOS resulta em um comportamento intricado da componente transversal da aceleração, ao longo dos anos, que depende de forma fundamental da inclinação do eixo de rotação em relação às fontes de calor, neste caso, a Terra e o Sol. Este comportamento pode ser previsto a partir das equações obtidas e, portanto, comportamentos anômalos da aceleração de re-emissão térmica podem ser explicados sem que novas forças não-gravitacionais sejam introduzidas ou, forças de perturbação já conhecidas sejam remodeladas. O comportamento intrincado da aceleração transversal para o satélite LAGEOS está associado à falta de controle de atitude, que estabelece uma geometria spin-órbità complexa, resultante da combinação de diversas variações cíclicas à medida que o satélite sofre translação e rotação. Por outro lado, um satélite como o GPS, que é estabilizado em três eixos, irá apresentar configurações spin-órbità simples se comparado ao satélite LAGEOS. Os painéis e o corpo são tratados separadamente e a contribuição de cada um é analisada levando-se em consideração as duas fontes principais de calor, a Terra e o Sol. Como resultado observa-se que os desvios orbitais estão na ordem do metro após quatro dias de integração, podendo chegar a magnitude do Y-bias conforme o valor da condutividade térmica na superfície do satélite. Para finalizar, um efeito do tipo Poynting-Robertson, associado ao efeito de re-emissão térmica, é modelado e aplicado para ambos os satélites, LAGEOS e GPS, com o objetivo de se obter uma estimativa de sua ordem de grandeza e de sua importância dentro do contexto das forças não-gravitacionais.Abstract: In this work, we model we model and analyze the day-night and summer-winter forces, which are the components of the total thermal reemission force, for the LAGEOS and GPS satellites. We analyze the radial, along-track and normal components of the thermal reemission acceleration as a function of the satellite dimensions and its altitude, for a test-satellite with the data of LAGEOS. We find a selection law that associates the satellite's dimension and its altitude to force acting upon it, and which determinates when the thermal reemission effect has a maximum. Moreover, the thermal model applied to the LAGEOS results in a intricate behavior of the along-track acceleration component, along the years, which depends fundamentally on the spin axis inclination regarding to the heat sources, in this case, the Earth and the Sun. This behavior can be predicted from the equations presented here, and so, anomalous behavior of the thermal reemission acceleration can be explained without the new non-gravitational forces being introduced, or without the well-known perturbation forces being remodeled. The intricate behavior of the along-track acceleration for the LAGEOS satellite is associated to the lack of attitude control, which leads to a complex spin-orbit geometry, that results from the combination of several cyclic changes as the satellites goes through translation and rotation. On the other hand, a satellite like GPS, that is three axis stabilized will present plain spin-orbit configurations if compared to the LAGEOS. The panels and the body of the satellite are treated separately and the contribution of each one is analyzed taking into account the two main heat sources, Earth and Sun. The outcome being that the orbital deviations are meter sized after four days of integration, and can get to the magnitude of the Y-bias according to the thermal conductivity value on satellite surface. To conclude, an Poynting-Robertson like effect, associated to the thermal reemission effect, is modeled and applied to both satellites, LAGEOS and GPS, with the purpose to obtain an estimate of its magnitude and its role in the context of non-gravitational forces.146 f. : grafs. ; 30cm.application/pdfDisponível em formato digitalSatelites artificiaisSatelites geodesicosÓrbitasGeodésiaModelagem dos efeitos de re-emissão térmica em satélites artificiais : LAGEOS e GPSinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessTEXTT - JANIA DUHA.pdf.txtExtracted Texttext/plain206884https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/43670/1/T%20-%20JANIA%20DUHA.pdf.txt1bb4602b9a8d3c569a30557bd148b81eMD51open accessTHUMBNAILT - JANIA DUHA.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1254https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/43670/2/T%20-%20JANIA%20DUHA.pdf.jpg8c7bbdfaff392acb39381d59655562ceMD52open accessORIGINALT - JANIA DUHA.pdfapplication/pdf12434527https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/43670/3/T%20-%20JANIA%20DUHA.pdfe522bb08da1cd1301b99c877c9767080MD53open access1884/436702024-03-21 16:11:38.921open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/43670Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082024-03-21T19:11:38Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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