軌道マヌーバ

軌道マヌーバ

軌道マヌーバ（Orbital maneuver）とは、宇宙機が搭載する推進システムを用いて、その軌道を変更する操作のことです。目的や規模に応じて様々な種類があり、宇宙ミッションの成否を左右する重要な要素となります。

軌道マヌーバの種類

デルタV (ΔV): 大幅な軌道変更を行う際に必要な速度変化量。ミッション全体のΔV合計は「ΔVバジェット」と呼ばれ、燃料計画の基礎となります。
TCM (Trajectory Correction Maneuver, 軌道修正マニューバ): 比較的小規模な軌道修正。誤差を修正し、目標軌道への正確な投入を目的とします。
DSM (Deep Space Maneuver, 深宇宙マニューバ): 深宇宙探査機が、スイングバイに適した天体がない状況で軌道修正を行う際に実施されます。

衝撃マヌーバと非衝撃マヌーバ

軌道マヌーバは、速度変化の与え方によって大きく2つに分類できます。

衝撃マヌーバ

衝撃マヌーバは、理想的には瞬間的に宇宙機の速度を変化させる操作です。実際には、宇宙機の質量やスラスタの性能により、ある程度の時間を要します。ミッション計画段階では、まず衝撃マヌーバを仮定して軌道変更を概算することで、複雑な軌道設計を効率化できます。速度の瞬間的な変化はデルタV（Δv）として表され、ミッションに必要な全てのΔvの合計がΔvバジェットとなります。Δvバジェットを正確に見積もることは、宇宙機のペイロードに必要な燃料を決定する上で非常に重要です。

非衝撃マヌーバ

非衝撃マヌーバは、長時間をかけて緩やかな推力で宇宙機の速度を変化させる方法です。オーベルト効果によりエネルギー効率は低下しますが、小さな反応質量で大きなΔvを得る必要がある場合に有効です。特に、低質量で高比推力のイオンエンジンなどが用いられます。ただし、大きな推力を得られないため、打ち上げには適していません。

有限燃焼軌道

ランデブーなど、高い精度が要求されるミッションでは、宇宙機やスラスタの詳細なモデルに基づいた精密な計算が不可欠です。特に、以下の要素が重要となります。

質量
重心
慣性モーメント
スラスタの位置
スラスタのベクトル
スラスタの推力
比推力
スラスタの重心
燃料組成

これらの要素を考慮することで、より正確な軌道制御が可能となり、ミッションの成功率を高めることができます。

関連項目

マニューバ
デルタブイ
スイングバイ
ランデブー (宇宙開発)
ランデブー・ピッチ・マニューバ
ホーマン遷移軌道
オーベルト効果

外部リンク

Handbook Automated Rendezvous and Docking of Spacecraft by Wigbert Fehse

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