軌道計算
- よみがな： きどうけいさん
- 英語名： Orbit Calculation
軌道計算の概要
軌道計算とは、宇宙機の運動を予測・制御するために行われる数学的・物理的な解析手法である。
軌道計算の詳細
軌道計算とは、天体や宇宙機の運動を予測・制御するために行われる計算のことを指します。
宇宙工学において行われる軌道計算では、特に宇宙機が地球や他の天体の重力場の中をどのように移動するかを解析するための技術となります。
この計算は、打ち上げから運用、再突入までのすべてのフェーズで必要とされ、ミッションの成功に直結します。
宇宙空間は基本的に重力が支配する世界です。
そのため、重力や推進力などといった運動要因を考慮した上で、宇宙機や天体がどのように運動するかを計算する必要があります。
軌道計算では、ニュートン力学やケプラーの法則を基に、位置・速度・加速度などのパラメータを数値的に解析します。
また、摂動（地球の非球対称性、月や太陽の重力、太陽放射圧など）を考慮することで、より精密な軌道予測が可能になります。
技術的には、軌道計算は「軌道決定（現在位置の推定）」と「軌道予測（未来位置の予測）」の二つに分けられます。
そして、これらの計算は地上局からの追跡データなどを用いて行われます。
軌道変更が必要な場合にはさらに「軌道制御計算」も行われ、推進系の作動タイミングや方向によってどのように軌道が変化するかを計算します。
その結果によって、推進系をどのように制御するかを決定するのです。
軌道計算は、衛星の通信、地球観測、惑星探査など多くの宇宙活動に適用されています。
精密な軌道設計はミッションの信頼性向上に寄与します。
例えば、月探査機「SLIM」では、精密な軌道計算を含めた様々な技術によって「ピンポイント着陸」が可能となりました。
このように、軌道計算は宇宙開発の根幹を支える重要な技術なのです。
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