Análise da dinâmica de escape de Space Debris em órbita GEO

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Oliveira, Danilo Muniz
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Monografias da UnB
Texto Completo: https://bdm.unb.br/handle/10483/24034
Resumo: Trabalho de Conclusão de Curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, 2019.
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spelling Oliveira, Danilo MunizSilva, William ReisOLIVEIRA, Danilo Muniz. Análise da dinâmica de escape de Space Debris em órbita GEO. 2019. 52 f., il. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Aeroespacial)—Universidade de Brasília, Brasília, 2019.https://bdm.unb.br/handle/10483/24034Trabalho de Conclusão de Curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, 2019.Aproximadamente 400 satélites de comunicação estão operando atualmente na orbita geoestacionária, e aproximadamente outros 300 estão fora de serviço, em órbitas cemitérios localizadas alguns centos de quilômetros acima das orbitas operacionais. Entretanto, estudos recentes mostram a instabilidade dessas orbitas cemitérios. Um Δ𝑉 de aproximadamente 1.500 km/s seria necessário para realizar uma manobra de reentrada dos satélites geoestacionários na atmosfera terrestre, e consequentemente, queima-los na reentrada. Essa manobra envolveria alguns riscos, porque os detritos poderiam alcançar a superfície da Terra. Portanto, este trabalho investiga uma estratégia alternativa para desviar futuras gerações de satélites de comunicações no final de sua vida operacional, explorando órbitas e colisão com a Lua. Buscando-se em estratégias de mitigação de detritos espaciais, exploramos transferências impulsivas entre órbitas geoestacionárias, e órbitas gravitacionais de captura da Lua em um modelo dinâmico de quatro corpos com o Sol, Terra, Lua e Partícula. Os critérios para procurar órbitas naturais de transferência entre a órbita geoestacionária e a vizinhança da Lua, são definidos considerando as propriedades de escape das trajetórias do Problema Circular Restrito de Três Corpos (PCR3C) como base. De forma coesa, foram selecionadas condições iniciais do modelo de 4 corpos, com energias que favorecem as transferências da Terra-Lua que permanecem em torno da Lua por um longo tempo, e eventualmente colidem com a superfície da Lua. Partido do caso em análise, foi selecionado o satélite geoestacionário brasileiro Star One C4. Após uma análise em larga escala das condições iniciais e seus comportamentos de transporte, foram selecionados transferências potenciais que atingem uma vizinhança próxima da órbita GEO, com uma inclinação suficientemente pequena em relação ao equador terrestre. A evolução temporal das soluções candidatas é analisada. Tal proposta de remoção exige que seja prevista uma massa adicional do sistema de propulsão a bordo, para realizar manobras finais no projeto das gerações futuras de satélites de comunicação.Submitted by Débora Macêdo Carneiro (deboracarneiro@bce.unb.br) on 2020-05-06T22:55:10Z No. of bitstreams: 1 2019_DaniloMunizOliveira_tcc.pdf: 1779451 bytes, checksum: 0b854882943662a618fc02667502cc04 (MD5)Approved for entry into archive by Luanna Maia (luanna@bce.unb.br) on 2020-05-19T00:15:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2019_DaniloMunizOliveira_tcc.pdf: 1779451 bytes, checksum: 0b854882943662a618fc02667502cc04 (MD5)Made available in DSpace on 2020-05-19T00:15:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2019_DaniloMunizOliveira_tcc.pdf: 1779451 bytes, checksum: 0b854882943662a618fc02667502cc04 (MD5)Approximately 400 communication satellites are currently operating in geostationary orbit, and approximately 300 are out of service in cemetery orbits located a few hundred kilometers above operating orbits. However, recent studies show the instability of these cemetery orbits. A Δ𝑉 of approximately 1,500 km/s would be required to perform a reentry maneuver of geostationary satellites into the earth’s atmosphere, and consequently burn them on re-entry. This maneuver would involve some risks because debris could reach the earth’s surface. Therefore, this paper investigates an alternative strategy for diverting future generations of communications satellites towards the end of their operational life by exploring orbits and colliding with the moon. Seeking to degrade space debris strategies, we explore impulsive transfers between geostationary orbits, and Gravitational orbits of moon capture in a four-body dynamic model with the Sun, Earth, Moon and Particle. Criteria for looking for natural transfer orbits between the geostationary orbit and the vicinity of the moon are defined by considering the escape properties of the restricted three-body circular problem (R3BCP) trajectories as the basis. Cohesively, the initial conditions of the 4-body model were selected, with energies that favor Moon-Earth transfers that remain around the Moon for a long time, and eventually collide with the Moon’s surface. the Brazilian geostationary satellite Star One C4 was selected. After a large-scale analysis of the initial conditions and their transport behaviors, potential transfers reaching a near vicinity of the GEO orbit with a sufficiently small inclination to the terrestrial equator were selected. The temporal evolution of the candidate solutions is analyzed. Such a removal proposal requires that an additional mass of the onboard propulsion system be provided to perform final maneuvers in the design of future generations of communication satellites.A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor que autoriza a Biblioteca Digital da Produção Intelectual Discente da Universidade de Brasília (BDM) a disponibilizar meu trabalho de conclusão de curso por meio do sítio bdm.unb.br, com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 International, que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que seja citado o autor e licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação desta.info:eu-repo/semantics/openAccessSatélites artificiaisÓrbita geoestacionáriaDetritos espaciaisLixo espacialAnálise da dinâmica de escape de Space Debris em órbita GEOinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis2020-05-19T00:15:44Z2020-05-19T00:15:44Z2019-12-13porreponame:Biblioteca Digital de Monografias da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNBLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain1817http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/24034/2/license.txt21554873e56ad8ddc69c092699b98f95MD52ORIGINAL2019_DaniloMunizOliveira_tcc.pdf2019_DaniloMunizOliveira_tcc.pdfapplication/pdf1779451http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/24034/1/2019_DaniloMunizOliveira_tcc.pdf0b854882943662a618fc02667502cc04MD5110483/240342020-05-18 21:15:44.917oai:bdm.unb.br:10483/24034w4kgbmVjZXNzw6FyaW8gY29uY29yZGFyIGNvbSBhIGxpY2Vuw6dhIGRlIGRpc3RyaWJ1acOnw6NvIG7Do28tZXhjbHVzaXZhLAphbnRlcyBxdWUgbyBkb2N1bWVudG8gcG9zc2EgYXBhcmVjZXIgbmEgQmlibGlvdGVjYSBEaWdpdGFsIGRhIFByb2R1w6fDo28gCkRpc2NlbnRlIGRhIFVuaXZlcnNpZGFkZSBkZSBCcmFzw61saWEuIFBvciBmYXZvciwgbGVpYSBhCmxpY2Vuw6dhIGF0ZW50YW1lbnRlLiBDYXNvIG5lY2Vzc2l0ZSBkZSBhbGd1bSBlc2NsYXJlY2ltZW50byBlbnRyZSBlbQpjb250YXRvIGF0cmF2w6lzIGRlOiBiZG1AYmNlLnVuYi5iciBvdSAzMTA3LTI2ODcuCgpMSUNFTsOHQSBERSBESVNUUklCVUnDh8ODTyBOw4NPLUVYQ0xVU0lWQQoKQW8gYXNzaW5hciBlIGVudHJlZ2FyIGVzdGEgbGljZW7Dp2EsIG8vYSBTci4vU3JhLiAoYXV0b3Igb3UgZGV0ZW50b3IgZG9zCmRpcmVpdG9zIGRlIGF1dG9yKToKCmEpIENvbmNlZGUgw6AgVW5pdmVyc2lkYWRlIGRlIEJyYXPDrWxpYSBvIGRpcmVpdG8gbsOjby1leGNsdXNpdm8gZGUKcmVwcm9kdXppciwgY29udmVydGVyIChjb21vIGRlZmluaWRvIGFiYWl4byksIGNvbXVuaWNhciBlL291CmRpc3RyaWJ1aXIgbyBkb2N1bWVudG8gZW50cmVndWUgKGluY2x1aW5kbyBvIHJlc3Vtby9hYnN0cmFjdCkgZW0KZm9ybWF0byBkaWdpdGFsIG91IGltcHJlc3NvIGUgZW0gcXVhbHF1ZXIgbWVpby4KCmIpIERlY2xhcmEgcXVlIG8gZG9jdW1lbnRvIGVudHJlZ3VlIMOpIHNldSB0cmFiYWxobyBvcmlnaW5hbCwgZSBxdWUKZGV0w6ltIG8gZGlyZWl0byBkZSBjb25jZWRlciBvcyBkaXJlaXRvcyBjb250aWRvcyBuZXN0YSBsaWNlbsOnYS4gRGVjbGFyYQp0YW1iw6ltIHF1ZSBhIGVudHJlZ2EgZG8gZG9jdW1lbnRvIG7Do28gaW5mcmluZ2UsIHRhbnRvIHF1YW50byBsaGUgw6kKcG9zc8OtdmVsIHNhYmVyLCBvcyBkaXJlaXRvcyBkZSBxdWFscXVlciBvdXRyYSBwZXNzb2Egb3UgZW50aWRhZGUuCgpjKSBTZSBvIGRvY3VtZW50byBlbnRyZWd1ZSBjb250w6ltIG1hdGVyaWFsIGRvIHF1YWwgbsOjbyBkZXTDqW0gb3MKZGlyZWl0b3MgZGUgYXV0b3IsIGRlY2xhcmEgcXVlIG9idGV2ZSBhdXRvcml6YcOnw6NvIGRvIGRldGVudG9yIGRvcwpkaXJlaXRvcyBkZSBhdXRvciBwYXJhIGNvbmNlZGVyIMOgIFVuaXZlcnNpZGFkZSBkZSBCcmFzw61saWEgb3MgZGlyZWl0b3MKcmVxdWVyaWRvcyBwb3IgZXN0YSBsaWNlbsOnYSwgZSBxdWUgZXNzZSBtYXRlcmlhbCBjdWpvcyBkaXJlaXRvcyBzw6NvIGRlCnRlcmNlaXJvcyBlc3TDoSBjbGFyYW1lbnRlIGlkZW50aWZpY2FkbyBlIHJlY29uaGVjaWRvIG5vIHRleHRvIG91CmNvbnRlw7pkbyBkbyBkb2N1bWVudG8gZW50cmVndWUuCgpTZSBvIGRvY3VtZW50byBlbnRyZWd1ZSDDqSBiYXNlYWRvIGVtIHRyYWJhbGhvIGZpbmFuY2lhZG8gb3UgYXBvaWFkbwpwb3Igb3V0cmEgaW5zdGl0dWnDp8OjbyBxdWUgbsOjbyBhIFVuaXZlcnNpZGFkZSBkZSBCcmFzw61saWEsIGRlY2xhcmEgcXVlCmN1bXByaXUgcXVhaXNxdWVyIG9icmlnYcOnw7VlcyBleGlnaWRhcyBwZWxvIHJlc3BlY3Rpdm8gY29udHJhdG8gb3UKYWNvcmRvLgoKQSBVbml2ZXJzaWRhZGUgZGUgQnJhc8OtbGlhIGlkZW50aWZpY2Fyw6EgY2xhcmFtZW50ZSBvKHMpIHNldSAocykgbm9tZSAocykKY29tbyBvIChzKSBhdXRvciAoZXMpIG91IGRldGVudG9yIChlcykgZG9zIGRpcmVpdG9zIGRvIGRvY3VtZW50bwplbnRyZWd1ZSwgZSBuw6NvIGZhcsOhIHF1YWxxdWVyIGFsdGVyYcOnw6NvLCBwYXJhIGFsw6ltIGRhcyBwZXJtaXRpZGFzIHBvcgplc3RhIGxpY2Vuw6dhLgo=Biblioteca Digital de Monografiahttps://bdm.unb.br/PUBhttp://bdm.unb.br/oai/requestbdm@bce.unb.br||patricia@bce.unb.bropendoar:115712020-05-19T00:15:44Biblioteca Digital de Monografias da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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