Modelagem das Forças de Radiação Versus Atitude do Satélite GPS

Resumo

As efemérides altamente precisas dos satélites do Sistema Global de Posicionamento (GPS), necessárias para as modernas aplicações geodésicas, são obtidas a partir de modelos de força acurados que incluem todas as forças não-gravitacionais significativas para os satélites GPS. Com o aumento das altitudes orbitais e o processo da tecnologia de satélites artificiais, que possibilitou a construção de satélites com sistemas ativos de controle de atitude, perturbações orbitais devidas a forças de radiação, como a pressão de radiação e a re-emissão térmica têm sido incluídas no cálculo das órbitas dos satélites GPS. Este trabalho apresenta um estudo das forças de radiação solar dentro do contexto do GPS. As forças de radiação solar direta resultam da interação da radiação solar com o satélite GPS: pressão de radiação, re-emissão térmica e Poynting-Robertson. O efeito Poynting-Robertson surge quando o efeito Doppler é levado em consideração na análise da absorção-re-emissão  de radiação pelo satélite. Trata-se de uma correção relativística para a força de re-emissão térmica, e não deve ser associado com a pressão de radiação porque quando trabalha-se com esta última lida-se apenas com a porção da energia radiante que é refletida. Os modelos ROCK4 e ROCK42 são comparados com o modelo PE (plano-esférico) que assume propriedades uniformes na superfície do satélite. Obtêm-se as forças de pressão de radiação solar, re-emissão térmica e Poynting-Robertson em função do ângulo β entro o sol e o eixo +Z ao longo das antenas do satélite GPS.