ETD

• Hera
• planetary defence
• Yarkovsky effect

The accurate determination of thermal accelerations acting on small bodies orbiting the Sun requires knowing the surface temperature at any moment. In analytical methods, the computation of the temperature is often simplified by assuming that it varies slightly about a constant value. However, the mean temperature is constant only in the case of a circular orbit. In this work, a time-dependent temperature that closely represents the mean temperature of a spherical body revolving around the Sun on an eccentric orbit is defined. Through the introduction of a robust algorithm, the average temperature is computed for Didymos, the target asteroid of the Planetary Defence mission Hera.
By computing the small deviations from the average temperature, a formulation for the Yarkovsky thermal effect is obtained, which includes not only the classical diurnal and seasonal variants, but also the coupling of these two contributions, extending the available theories which are valid only in the case of a body in a circular orbit.
Results of numerical tests are presented and show that for a fast-rotating object in a non-circular orbit the diurnal and seasonal variants do not decouple and the resulting mixed terms have a long-term effect on the orbital elements.

La determinazione accurata delle accelerazioni termiche che agiscono su piccoli corpi in orbita attorno al Sole richiede di conoscere la temperatura superficiale ad ogni istante. Nei metodi analitici, il calcolo della temperatura viene spesso semplificato assumendo che si discosti poco da un valore costante. Tuttavia, la temperatura media è effettivamente costante solo nel caso di un'orbita circolare. Definiamo una temperatura dipendente dal tempo che rappresenta fedelmente la temperatura media di un corpo sferico su un'orbita eccentrica attorno al Sole. Attraverso l'introduzione di un apposito algoritmo, la temperatura media viene calcolata per Didymos, l'asteroide bersaglio della missione di Difesa Planetaria Hera.
Calcolando le piccole deviazioni dalla temperatura media, formuliamo un modello per l'effetto Yarkovsky, che include non solo le varianti classiche diurna e stagionale, ma anche i termini misti che derivano dall'accoppiamento di questi due contributi, estendendo così le teorie disponibili in letteratura.
Vengono presentati i risultati di test numerici che mostrano che, per un oggetto in rotazione rapida attorno al proprio asse e in un'orbita non circolare, le varianti diurne e stagionali non si disaccoppiano e i termini misti risultanti hanno un effetto a lungo termine sugli elementi orbitali.