Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-07-13Bitstream added on 2014-06-13T19:32:38Z : No. of bitstreams: 1 pereira_aj_me_guara.pdf: 1147049 bytes, checksum: 5c149bbd658e37d0e33085f764c18b50 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Uma abordagem analítica para o movimento rotacional de satélites artificiais estabilizados por rotação é apresentada, considerando os satélites em órbita elíptica e a influência conjunta do torque aerodinâmico, o torque de gradiente de gravidade, o torque magnético residual e o torque magnético devido às correntes de Foucault. Modelos matemáticos são apresentados para todos os torques e os componentes médios de cada torque são determinados para um período orbital. O torque médio já inclui os principais efeitos de cada torque sobre o movimento rotacional e são necessários nas equações do movimento. As equações do movimento são descritas em termos do módulo da velocidade angular de rotação do satélite, da declinação e da ascensão reta do eixo de rotação do satélite. Uma solução analítica para as equações do movimento rotacional é determinada, considerando os valores do torques externos médios em um período orbital, sendo válida para um período orbital. Por esta solução observa-se que o torque gradiente de gravidade e torque magnético devido às correntes de Foucault afetam o módulo da velocidade angular de rotação, contribuindo também para as variações temporais da ascensão reta e declinação do eixo de rotação, associadas com a precessão e deriva do eixo de rotação do satélite. O torque magnético residual e o torque aerodinâmico afetam apenas a ascensão reta e declinação do eixo de rotação, pois seu componente no eixo z são nulo. Aplicações são realizadas para os Satélites de Coleta de Dados Brasileiros SCD1 e SCD2, através de uma primeira abordagem com atualização diária dos dados de atitude e órbita e uma segunda abordagem sem a atualização diária destes dados. Os resultados mostram uma boa concordância entre os resultados obtidos pela teoria e os dados fornecidos pelo Centro de Controle de... / An analytical approach for the rotational motion of artificial satellites stabilized by rotation is presented, considering the satellites in elliptical orbit and the influence of the aerodynamic torque, gravity gradient torque, residual magnetic torque and magnetic torque due to the Foucault currents. Mathematical models for all the torques are shown and average components of each torque are determined for an orbital period. These components are needed in the equations of rotational motion. The average torque already included the main effects of each torque upon the rotational motion. The equations of rotational motion are described in terms of the satellite’s spin velocity, the declination and right ascension of the spin axis of the satellite. An analytical solution for the equations of the rotational motion is determined, considering mean values in an orbital period for the external torques. This solution is valid for an orbital period. Through this solution, it is noticed that the gravity gradient torque and the magnetic torques affects the spin velocity and the spin axis. The temporal variations of right ascension and declination of the spin axis causes the precession and drift of the spin. The residual magnetic torque and the aerodynamic torque, doesn´t affect the spin velocity because its component at z-axis is null. Applications are made for the Brazilian Data Collection Satellites SCD1 and SCD2, through a first approach with daily updates of the attitude and orbit data, and a second approach without the daily update of these data. The results show a good agreement between the results obtained by theory and data supplied by the Satellite Control Center of INPE in the first approach during 10 days. For the approach without updates, the results prove to be suitable only for 3 days of simulation. To validate the analytical solution, the pointing error (deviation from the rotational... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-06Bitstream added on 2014-06-13T20:27:37Z : No. of bitstreams: 1 simalmoreira_l_me_guara.pdf: 2039741 bytes, checksum: 40e1e56a7f2c21c69823f17d854f8994 (MD5) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / A atitude de um satélite artificial representa sua orientação no espaço, de modo que através da atitude pode-se conhecer a orientação espacial do satélite pela relação entre dois sistemas de coordenadas, um dels fixo no corpo do setélite e o outro associado com umsistema de referência inercial. Apesar da atitude ser bem representada por vários conjuntos de variáveis, todos estes apresentam limitações em sua utilização. Focaliza-se neste trabalho um conjunto de variáveis canônicas não singulares, aplicáveis ao movimento racional de satélites artificiais. Estas variáveis são úteis para o caso em que o vetor momento angular de rotação coincide com o maior momento principal de inércia do satélite. As equações dinâmicas do movimento rotacional são deduzidas pelo formalismo hamiltoniano e então integradas para análise do movimento rotacional livre de torques externos. Soluções analíticas aproximadas são obtidas e comparadas com as soluções gerais, representadas em funções elípticas, e com soluções numéricas. A Hamiltoniana média associada ao Torque de Gradiente de Gravidade é também incluida e as equações diferenciais do movimento pertubado são deduzidas em termos das variáveis não singulares. A integração analítica e numérica destas equações permite uma análise qualitativa e quantitativa das variáveis não singulares utilizadas para o movimento rotacional, quando se considera a pertubação provocada pelo Torque da Gradiente de Gravidade. Ao mesmo tempo esta análise aponta para limitações de intervalos de tempo em que algumas soluções devem ser utilizadas. Aplicações são realizadas para satélites com características similares as dos Satélites Brasileirs de Coleta de Dados (SCD1 e SCD2). / The attitude of an artificial satellite represents its orientation in the space, in way that through the attitude can be known the spatial orientation of the satellite for the relation between two systems of coordinates, one of them fixed in the satellite and other associate with an Inertial Referencce System. Many sets of variables are used to represent the satellite attitude, but some of them present limitations in its use. A set of non-singular canonical variables, applicable to the rotational motion of artificial satellites, is focused in this work. Thse variables are useful for the case where the rotational angular momentum vector coincides with the biggest principal moment of inertia of the satellite. The dynamic equations of the rotational motion are deduced by the Hamiltonian formalism and then they are integrated for the analysis of the torque-free rotational motion. Approximated analytical solutions are gotten and compared with the general solutions and numerical solutions. The associated mean Hamiltonian to the Gravity Gradient Torque also enclosed and the differential equations of the motion are deduced for the non-singular variables. The analytical and numeical integration of these equations allow a qualitative and quantitative analysis of these non-singular variables, when the disturbance of the Gravity Gradiente Torque is considered. At the same time this analysis point to limitations of time intervals where some solutions must be used. Applications are done for the satellite with similar characteristics of the Brzilian Satellites of Collection of Data (SCD1 and SCD2).