by jro
6m715u
Volume 12 number 2
Pages: 163-170
Minimum Fuel Trajectories for the Lunar Polar Orbiter*
Antonio Fernando Bertachini de Almeida Prado
| Resumo: | Trajetrias de mnimo consumo de combustvel para um orbitador polar lunar Este trabalho considera o problema de enviar um veculo espacial de uma rbita baixa em torno da Terra at a Lua, com consumo mnimo de combustvel. O objetivo encontrar o controle a ser utilizado para efetuar as tarefas envolvidas em uma misso que minimiza o consumo requerido para completar a misso. A primeira parte desse trabalho considera manobras impulsivas, aonde o controle consiste na aplicao de foras que mudam a velocidade do veculo espacial em um tempo desprezvel e obtm um conjunto de valores para o consumo e o tempo de transferncia para vrias trajetrias. A segunda parte considera o uso de trajetrias de baixo empuxo, aonde o controle consiste na escolha dos instantes de incio e fim da aplicao da fora, bem como da direo da mesma em cada instante de tempo. Os resultados mostraram que uma grande economia de combustvel pode ser obtida pela utilizao de motores de baixo empuxo para a trajetria que vai da Terra at a Lua. Uma primeira anise do comportamento da rbita em torno da Lua,incluindo predies da freqncia e de consumo de combustvel para manobras de manuteno orbital em torno da trajetria nominal, est tambm includo. |
| Palavras Chave: | Astrodinmica, Manobras Orbitais, Trajetrias, rbitas |
| Abstract: | In this paper the problem of sending a spacecraft from Low Earth Orbit (LEO) to the Moon with minimum fuel consumption is considered. The goal is to find the control to be used to perform the tasks involved in the mission that minimizes the fuel expenditure required. The first part of this paper deals with impulsive maneuvers, where the control consists in the application of two impulsive thrusts that changes instantaneously the velocity of the spacecraft, and obtain a set of values for the fuel expenditure and trip time for several trajectories. The second part considers the use of low-thrust trajectories, where the control consists of chosen the instants to start and to stop the application of a finite thrust, as well as the direction of this thrust at every instant of time. The results showed that large savings in fuel consumption could be obtained by using low thrust trajectories for the Earth-Moon part of the mission. A first analysis for the behavior of the orbit around the Moon, including predictions for the frequency and fuel expenditure for the maneuvers to keep the orbit close to the nominal trajectory, is also included. |
| Keywords: | Astrodyamics, Orbital Maneuvers, Trajectories, Orbits |
PDF copy (120 kbytes)
| Click here to obtain
|
Last modifications: by jro |