周回軌道

宇宙空間における物体、例えば惑星、衛星、探査機、人工衛星などは、その周囲を回る中心天体の重力に引かれて特定の経路をたどります。この経路を「軌道」と呼びます。軌道を理解し、制御することは、天文学的な観測や宇宙ミッションの成功に不可欠です。

軌道はさまざまな観点から分類されますが、最も基本的な分類の一つは、その物体が何を周回しているか、すなわち周回の「中心」となる天体に基づいた分類です。中心となる天体の質量とその重力の影響が、周回する物体の軌道を決定づける主要因となります。以下に、代表的な周回軌道の分類を、中心天体ごとに解説します。

太陽周回軌道

太陽周回軌道は、太陽系内で太陽を中心として物体が運動する軌道です。太陽はその圧倒的な質量ゆえに太陽系全体の重力を支配しており、惑星（水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星）、準惑星、小惑星、彗星といった自然天体のほとんどはこの軌道をとっています。また、太陽系内の遠方を探索する多くの宇宙探査機（例：ボイジャー、ニューホライズンズなど）も、地球を出発した後は太陽を周回する軌道に入り、目的の天体へ向かいます。太陽周回軌道は非常に広大であり、軌道の形状や周期は中心からの距離や初期速度によって大きく異なります。例えば、地球は約1年かけて太陽を周回していますが、冥王星は約248年かかります。

地球周回軌道

地球周回軌道は、地球の重力に引かれてその周囲を回る軌道です。この軌道は、人類の宇宙開発において最も利用頻度が高い領域です。地球周回軌道には、通信衛星、放送衛星、気象衛星、地球観測衛星、科学衛星、測位衛星（GPSなど）、そして国際宇宙ステーション（ISS）など、数多くの人工衛星が存在します。高度によって低軌道（LEO）、中軌道（MEO）、高軌道（HEO）、静止軌道（GEO）などに細分化され、それぞれ異なる特性と用途があります。地球周回軌道上の人工衛星は、地球上の通信、ナビゲーション、気象予報、資源探査など、現代社会に不可欠なサービスを提供しています。

月周回軌道

月周回軌道は、地球の衛星である月を中心として物体が運動する軌道です。月探査機が月面に軟着陸する前や、月の詳細な観測を行うためにこの軌道を利用します。アポロ計画の司令船や、近年の日本の「かぐや」、中国の「嫦娥計画」の探査機などが月周回軌道をたどりました。月は地球よりも質量が小さいため、月の重力圏はその影響が及びうる範囲が地球に比べて狭いです。月周回軌道は、将来的な月面基地の建設や、月を拠点とした深宇宙探査の可能性を探る上で重要なステップとなります。

火星周回軌道

火星周回軌道は、惑星火星を中心として物体が運動する軌道です。地球以外の惑星周回軌道としては、火星周回軌道の探査が特に活発に行われています。これは、火星が太陽系の中でも特に地球に似た環境を持つ可能性が探られているためです。火星を周回する探査機（オービター）は、火星の大気や表面の観測、将来的な着陸地点の選定、通信中継などの役割を担います。例として、NASAのMRO（マーズ・リコネッサンス・オービター）やESAのTrace Gas Orbiterなどがあります。火星周回軌道は、火星探査の成功に不可欠な要素となっています。

これらの例の他にも、木星周回軌道（木星探査機ジュノーなど）や土星周回軌道（土星探査機カッシーニなど）、あるいはさらに遠方の天体を周回する軌道も存在します。これらの「中心」による軌道の分類は、宇宙空間における物体の位置と運動を理解するための最も基本的な枠組みであり、天体物理学の研究や、宇宙ミッションの計画、実行において不可欠な概念です。

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