Na data de 09/04/2021, o pós-doutorando do ITA Dr. Josué Cardoso dos Santos proferiu uma palestra no Seminário E2MoC sobre seu estudo de exploração espacial do sistema Marte-Fobos por meio da técnica de formação em voo perturbada. A astrodinâmica do sistema Marte-Fobos é um assunto que tem desafiado muitos cientistas, uma vez que este sistema apresenta características peculiares que não permitem órbitas naturais de longo prazo em torno de Fobos. Dada sua massa e posição relativa em relação a Marte, Fobos não apresenta força de gravidade suficiente para manter um corpo orbitando a si mesmo. Neste contexto e usando conceitos de voo em formação perturbada com Fobos, as órbitas de quase-satélites tornam-se de grande interesse para a exploração desta e de outras luas planetárias devido às suas características dinâmicas e proximidade com respeito à superfície de objetos cientificamente relevantes. Assim, o trabalho apresentado explora as equações do problema elíptico de Hill, oferecendo uma nova visão analítica sobre a evolução de longo prazo de órbitas de quase-satélites de altitude média. Nossos desenvolvimentos são baseados na solução Yamanaka-Ankersen das equações de Tschauner-Hempel e capturam os efeitos da gravidade do secundário e da excentricidade orbital na forma e orientação de trajetórias relativas retrógradas quase equatoriais. A solução analítica dos componentes no plano e fora do plano do movimento secular é obtida pela média da longitude relativa de uma espaçonave vista a partir do referencial co-rotacional dos dois primários. Os desenvolvimentos são validados contra a integração numérica de trajetórias quase periódicas que cobrem densamente a superfície de toros invariantes tridimensionais. Esta análise confirma a natureza estável das órbitas de quase-satélites e fornece novas ferramentas para futuras missões de espaçonaves, como o Martian Moons eXploration previsto pela JAXA. Os principais resultados do presente estudo estão incluídos nas Referências [1] e [2] descritas abaixo.
Referências
[1] Baresi, N.; Dell’Elce, L.; Cardoso dos Santos, J.; Kawakatsu, Y., “Long-term evolution of midaltitude quasi-satellite orbits”, Nonlinear Dynamics, v. 99, pgs. 2743–2763, 2020.
[2] Cardoso dos Santos, J., “Study of the dynamics around celestial bodies using analytical and semi-analytical techniques”, PhD Thesis, UNESP – São Paulo State University, Guaratinguetá, 2018.