ABSTRACT The present paper surveys the more recent techniques related to the swing-by maneuver, where a spacecraft changes its energy and angular momentum by passing close to celestial bodies. It is focused on the literature related to extensions of this maneuver, with emphasis in the powered version, where an impulse is applied to the spacecraft near the closest approach. Several mathematical models are considered, including the patched-conics approximation for analytical studies, and the restricted three-body problem for the numerical simulations. The main goal is to show the models and the main conclusions available in the literature for those maneuvers. Some key results are shown to discuss important aspects of this maneuver, including the analysis of the energy variation of the spacecraft, the behavior of the trajectories and other applications.

RESUMEN Presentamos una resenã de los resultados recientes sobre la maniobra de columpio, en la cual una nave espacial cambia su energía y momento angular al pasar cerca de un cuerpo celeste. Nos concentramos en la literatura sobre las extensiones de esta maniobra, con énfasis en la versión con potencia aplicada, en la cual se le impone a la nave un impulso durante el máximo acercamiento. Se consideran varios modelos matemáticos, incluyendo la aproximación de la cónica parcial para estudios analíticos y el problema restringido de los tres cuerpos para las simulaciones numéricas. Nuestro objetivo principal es mostrar los modelos y las conclusiones disponibles en la literatura para estas maniobras. Con los principales resultados discutimos aspectos interesantes de la maniobra, incluyendo el análisis de la variación de la energía de la nave y el comportamiento de las trayectorias.

ABSTRACT In this paper we search for mid-range planar orbits for a spacecraft traveling in the neighborhood of Deimos. The first task is to perform a numerical search to find and classify mid-range natural orbits around Deimos that are dominated by Mars, using the idea of “Quasi Satellite Orbits” (QSO). The influence of the eccentricity of the orbit of Deimos around Mars and the irregular shape of Mars are considered in the mathematical model, allowing an assessment of their importance. Our approach uses two different initial positions for Deimos in its orbit around Mars, at apoapsis and periapsis. The minimum, maximum, and average Deimos-spacecraft distances are also obtained.

RESUMEN En este trabajo se localizan las órbitas planas medias para un vehículo espacial que viaja en la cercanía de Deimos. Se realiza un análisis numérico para encontrar y clasificar las órbitas medias naturales alrededor de Deimos que están dominadas por Marte, mediante el uso del concepto de las órbitas quasi-satelitales (QSO). El modelo numérico considera la influencia de la excentricidad de la órbita de Deimos en torno a Marte, así como la forma irregular de Marte, lo que nos permite evaluar su importancia. Nuestro enfoque considera dos posiciones iniciales distintas para Deimos en su órbita en torno a Marte, en apoápside y periápside. También se calculan las distancias máximas, mínimas y promedio entre Deimos y el vehículo espacial.

Abstract The study of aero-gravity-assisted maneuvers around Venus is the focus of the present paper. These are maneuvers that combine the passage by the gravity field of the planet with an impulsive maneuver that is applied at the moment of the closest approach around Venus, and the modification of the trajectory is made by lift and drag. This option gives new possibilities for the maneuver, which can vary the angle of curvature, the energy and the inclination of the spacecraft. The paper also studies the direct and the indirect effects of the application of an impulsive maneuver. This is done by measuring the effects of each individual force present in the dynamics, by the integration of the accelerations coming from those forces.

Resumen El presente artículo se enfoca en el estudio de las maniobras aero asistidas por gravedad alrededor de Venus. Esta maniobra combina el paso dentro del campo gravitacional de un planeta con una maniobra impulsiva que se aplica en el pericentro alrededor de Venus y toma en cuenta los cambios de la trayectoria debidos a la sustentación y al arrastre. Esta opción genera nuevas posibilidades para la maniobra, la cual puede cambiar su ángulo de curvatura, la energía y la inclinación de la nave espacial. También se estudian los efectos directos e indirectos de la aplicación de una maniobra impulsiva. Esto se hace midiendo los efectos de cada fuerza presente en la dinámica en forma individual, mediante la integración de la aceleración obtenida de las fuerzas.

Abstract The goal of the present paper is to search and study mid-range planar orbits for a spacecraft traveling near Phobos. The first step is to make a numerical search and classification of natural orbits based in the concept of “Quasi Satellite Orbits” (QSO). The effects of the eccentricity of Phobos and the irregular shape of the bodies involved (Mars and Phobos) are studied, identifying the importance of these terms. This study is made using two different initial locations for Phobos, the periapsis and apoapsis. The results show the existence of several solutions, mapping the minimum, maximum and averaged Phobos-spacecraft distances.

Resumen El objetivo de este artículo es buscar y estudiar órbitas planas intermedias para naves espaciales que viajan cerca de Phobos. El primer paso es una búsqueda numérica y clasificación de las órbitas naturales basada en el concepto de las “órbitas cuasi satelitales” (QSOs). Se estudian los efectos de la excentricidad de Phobos y de la forma irregular de Phobos y Marte, y se identifica la importancia de los términos correspondientes. Se emplean dos posiciones iniciales diferentes para Phobos, el periapsis y el apoapsis. Los resultados muestran la existencia de varias soluciones que mapean las distancias mínima, máxima y promedio entre Phobos y la nave.

Abstract A Gravity-Assist maneuver is used to reduce fuel consumption and/or trip times in interplanetary missions. It is based in a close approach of a spacecraft to a celestial body. Missions like Voyager and Ulysses used this concept. The present paper performs a study of a maneuver that combines three effects: the gravity of the planet, the application of an impulsive maneuver when the spacecraft is passing by the periapsis and the effects of the atmosphere of the planet. Direct and retrograde trajectories are considered, with particular attention to the differences due to the higher relative velocity between the spacecraft and the atmosphere, which increases the effects of the atmosphere. The planet Mars is used for the numerical examples.

Resumen Se emplea una maniobra asistida por la gravedad para reducir el consumo de combustible y/o el tiempo de vuelo en misiones interplanetarias. La maniobra se basa en un acercamiento entre la nave y el planeta. El Voyager y el Ulysses emplearon este concepto. Aquí, estudiamos una maniobra que combina tres efectos: la gravedad del planeta, la aplicación de un impulso cuando la nave pasa por periapsis, y los efectos de la atmósfera del planeta. Se consideran trayectorias directas y retrógradas, con particular atención en las diferencias causadas por la mayor velocidad relativa entre la nave y la atmósfera, las cuales incrementan el efecto de esta última. Se presentan ejemplos numéricos para el planeta Marte.

Frações protéicas obtidas de sementes de feijão-de-porco (Canavalia ensiformis), bem como o aminoácido canavanina presente nestas sementes, foram avaliadas em sua capacidade de inibir o crescimento dos fungos fitopatogênicos Macrophomina phaseolina, Colletotrichum gloesporioides, Sclerotium rolfsii e Fusarium oxysporum. Constatamos que a maior parte das proteínas examinadas e também canavanina não apresentaram nenhum efeito sobre o crescimento desses fungos. Por outro lado, a proteína tóxica canatoxina mostrou-se efetiva, a uma concentração de 2%, na inibição do crescimento de M. phaseolina, C. gloesporioides e S. rolfsii.

Protein fractions obtained from seeds of the jack bean (Canavalia ensiformis) as well as the amino acid canavanine, present in these seeds, were tested for their capacity to inhibit the growth of the phytopathogenic fungi Macrophomina phaseolina, Colletotrichum gloesporioides, Sclerotium rolfsii and Fusarium oxysporum. We found that most of the proteins examined and also canavanine did not have any effect on the growth of these fungi. On the other hand the toxic protein canatoxin was found to be effective, at a concentration of 2%, in the inhibition of the growth of M. phaseolina, C. gloesporioides and S. rolfsii.