Manobras de Rendezvous aplicada na correção da etapa de conclusão de transferências LEO-DRO cislunares

Abstract

Devido ao foco atual em missões espaciais na Lua, a inserção de objetos em órbitas do nosso satélite natural torna-se relevante para realizarem-se estudos do mesmo e ocorra o avanço científico. Com o intuito de inserir objetos em órbitas desejáveis, transferências orbitais devem ser calculadas. Dependendo das considerações dos cálculos utilizados, faz-se necessário utilizar uma manobra de correção de trajetória. Nesse contexto, propõe-se concluir as manobras não-Hohmann utilizando manobras de rendezvous considerando P2C a partir da implementação de um método semi-analítico executado com o integrador Rebound. Duas propostas de alvo para a manobra de rendezvous foram consideradas, sendo elas a DRO e uma posição relativa à Lua, sendo o primeiro caso mais preciso no quesito distância veículo DRO para rendezvous realizados até 10 h antes do instante final de inserção. As manobras aplicadas neste mesmo intervalo são as que obtiveram os maiores valores da variação de velocidade relativa. Devido ao alto volume resultante de manobras, propuseram-se critérios de seleção das trajetórias mais adequadas para estudar a estabilidade da inserção, sendo estes distância máxima de 1,000 km entre veículo e DRO e variação de velocidade do rendezvous ser de no máximo 10% do total para a transferência não concluída. Implementou-se uma rotina que identifica entre as órbitas de transferências concluídas com rendezvous os pontos de máxima aproximação à DRO, aumentando o número de trajetórias selecionadas de 12200 para 95203. A partir destas foram simuladas as trajetórias do veículo inserido em uma DRO para identificar a estabilidade da órbita, resultando em 77,9% das órbitas simuladas que passaram pelos critérios de estabilidade.

Due to the current focus on space missions to the Moon, the insertion of objects into orbits around our natural satellite becomes relevant for conducting studies and advancing scientific knowledge. In order to place objects in desired orbits, orbital transfers must be calculated. Depending on the considerations of the calculations used, it is necessary to employ a trajectory correction maneuver. In this context, we propose to resume the non-Hohmann maneuvers by using the rendezvous formulation, considering P2C through the implementation of a semi-analytical method executed with the Rebound integrator. Two target proposals for the rendezvous maneuver were considered, namely the DRO and a position relative to the Moon, with the former being more precise in terms of the distance from the DRO vehicle to rendezvous performed up to 10 hours before the final insertion moment. The maneuvers applied in such time interval are those of highest values of relative impulse. Due to the high number of resulting maneuvers, it was proposed filtering criteria to select the most suitable trajectories to the DRO orbital stability after insertion, with a maximum distance of 1 000 km between the vehicle and DRO, and the rendezvous impulse being at most 10% of the total for the incomplete transfer. From these, the vehicle trajectories inserted into a DRO were simulated to identify orbit stability, resulting in 77,9% of simulated orbits that met the stability criteria.