自由帰還軌道
- よみがな： じゆうきかんきどう
- 英語名： Free Return Trajectory
自由帰還軌道の概要
自由帰還軌道とは、目標天体を周回せずに通過し、推進なしで地球へ戻ることができる軌道設計である。
自由帰還軌道の詳細
自由帰還軌道とは、宇宙船が地球を出発し、月などの天体を通過した後、推進装置による軌道修正を一切行わずとも自然に地球へ帰還できる軌道構成のことを指します。
この軌道を選択することで、たとえ推進装置が故障した場合でも、宇宙船は地球の重力に導かれて自動的に帰還できる可能性が高まり、乗員の安全が確保されるのです。
宇宙探査において、安全性は最も重要な設計要素の一つです。
生命や機器に危害を及ぼすような万が一の事態でも安全にミッションを遂行することを可能にする設計は「フェールセーフ設計」として知られており、宇宙開発の場面では広く採用されています。
この設計思想は、特に有人探査や長距離の宇宙飛行において重要視されます。
実際、1960〜70年代に行われたアポロ計画では、自由帰還軌道が採用されました。
中でもアポロ13号のミッションは、この軌道設計の有効性を証明する象徴的な事例です。
アポロ13号は月へ向かう途中でサービスモジュールの酸素タンクが爆発し、推進装置や電力供給に深刻な障害が発生しました。
しかし、事前に設定されていた自由帰還軌道のおかげで、宇宙船は月の重力を利用して地球へと戻る軌道に乗ることができ、乗員3名は奇跡的に生還しました。
この出来事は、フェールセーフ設計の重要性を世界に知らしめることとなりました。
自由帰還軌道の飛行経路は基本的に楕円軌道で構成されており、地球と他天体（特に月）の重力のバランスを巧みに利用しています。
実運用においては、天体の位置や運動を正確に計算し、適切なタイミングで打ち上げを行う必要があります。
わずかな誤差が軌道全体に影響を及ぼすため、高度な軌道力学の知識と精密な計算が求められます。
このように、自由帰還軌道は宇宙探査における安全性を高めるための重要な技術なのです。
今後の有人月探査や火星探査など、より過酷な環境下でのミッションにおいても、その価値はますます高まっていくことでしょう。
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