弾道捕捉

弾道捕捉は、宇宙船が遠くの惑星や衛星の周りを周回するための低エネルギーの方法です。軌道に乗るために燃料は必要ありません。理想的なケースでは、打ち上げ後の転送は弾道的です（デルタvはゼロである必要があります）。弾道捕捉の従来の代替手段では、宇宙船はホーマン遷移軌道またはオーベルト効果のいずれかを使用します。オーベルト効果では、宇宙船はターゲットで減速するために燃料を燃焼する必要があります。宇宙船が燃料を運ぶ必要があるため、コストと複雑さが増します。

弾道捕捉を達成するには、宇宙船を目標の軌道より前方の飛行経路上に配置します。その後、宇宙船は目的の軌道に落下しますが、必要なのはわずかな軌道修正のみで、低出力イオンスラスタのみで済みます。

宇宙船向けに設計された移送に弾道捕捉を使用する最初の論文は1987年に執筆されました。^[1] 弾道捕捉を説明する数学理論は弱安定境界理論と呼ばれています。^[2]

弾道捕捉は、1991年に日本の宇宙船ひてんによって月に到達する方法として初めて使用されました。^[3]^[4]^[5]これは、エドワード・ベルブルーノとJ・ミラーによって設計されました。 ^[3]^[5]これを実行する弾道捕捉転送は、地球-月の距離を超えるため、外部弾道捕捉転送と呼ばれます。内部弾道捕捉転送は、地球-月の距離内にとどまります。これは1987年に説明され^[1]、2004年にESAのSMART-1宇宙船によって初めて使用されました。^[2]

利点

弾道捕捉は次のように予測されます:

時間的に重要な軌道投入燃焼がないので、より安全です。
限られた打ち上げ期間を待つ必要はなく、ほぼいつでも打ち上げ可能。
いくつかのミッションでは燃料効率が向上します。^[2]

低エネルギー転送

弾道捕捉を使用する軌道は、低エネルギー転送(LET)とも呼ばれます。より正確には、弾道捕捉転送 (BCT) という用語が使用されます。捕捉にデルタ V を使用しないため、低エネルギー転送となります。ただし、低エネルギー転送は必ずしも弾道捕捉転送である必要はありません。弾道月転送 (BLT) という用語も使用されることがあります。

弾道捕捉が発生する標的物体の周囲の領域は、弱安定境界と呼ばれます。^[2]弱安定境界転移という用語も使用され、略してWSB転移とも呼ばれます。

2014年、弾道捕捉転送は将来の火星ミッションのための代替低エネルギー転送として提案されました。^[6]これは、他の操作のように26か月に1回だけでなくいつでも実行でき、危険で高価な（燃料コストの）ブレーキを伴いません。しかし、ホーマン転送の9か月ではなく、最大1年かかります。^[7]

弾道捕捉ミッション

以下のミッションでは、弾道捕捉移送 (EBCT – 外部弾道捕捉移送、IBCT – 内部弾道捕捉移送) が使用されました。

参照

参考文献

^ ab Belbruno, E (1987 年 5 月)。「月捕捉軌道、地球-月軌道構築方法、および月 GAS ミッション」(PDF)。AIAA /DGGLR/JSASS Inter. Elec. Propl. Conf. の議事録(87–1054)。Bibcode : 1987iep..conf.....B。
^ abcd Belbruno, E (2004). 天体力学におけるダイナミクスとカオス運動の捕捉。プリンストン大学出版局。ISBN 9780691094809。
^ ab Belbruno, E; Miller, J (1990 年 6 月)。「日本の宇宙船 Hiten の弾道月捕捉転送」(PDF)。技術レポート JPL-IOM 312/90.4-1731-EAB。ジェット推進研究所。
^ Belbruno, E (1992). 「あいまいな境界を抜けて: 月への新しいルート」(PDF) .惑星レポート (カール・セーガン編) . 7 (3): 8–10 – The Planetary Society 経由。
^ ab Belbruno, E; Miller, J (1993). 「太陽の摂動による地球から月への移動と弾道」(PDF) . Journal of Guidance, Control, and Dynamics . 9 (4).
^ Topputo, F; Belbruno, E (2015). 「弾道捕捉による地球–火星間の移動」.天体力学と動的天文学. 121 (4): 329–346. arXiv : 1410.8856 . Bibcode :2015CeMDA.121..329T. doi :10.1007/s10569-015-9605-8. S2CID 254373556.
^ Hadhazy, Adam (2014年12月22日). 「安全に、いつでも、そして安価に火星に到達する新しい方法」. Scientific American . 2014年12月25日閲覧。

さらに読む

太陽の摂動と弾道捕捉を利用した月トランスファー軌道、ヴォルフガング・ゼーフェルダー、2002年。
月への低エネルギー転送
弾道月面輸送（BLT）チートシート
月と火星への宇宙船のための低エネルギー捕獲転送の設計（シンプレクティック幾何学特別セミナー）。プリンストン高等研究所。2014 年 10 月 28 日火曜日

[:1-1] Belbruno, E (1987 年 5 月)。「月捕捉軌道、地球-月軌道構築方法、および月 GAS ミッション」(PDF)。AIAA /DGGLR/JSASS Inter. Elec. Propl. Conf. の議事録(87–1054)。Bibcode : 1987iep..conf.....B。

[:4-2] Belbruno, E (2004). 天体力学におけるダイナミクスとカオス運動の捕捉。プリンストン大学出版局。ISBN 9780691094809。

[:2-3] Belbruno, E; Miller, J (1990 年 6 月)。「日本の宇宙船 Hiten の弾道月捕捉転送」(PDF)。技術レポート JPL-IOM 312/90.4-1731-EAB。ジェット推進研究所。

[4] Belbruno, E (1992). 「あいまいな境界を抜けて: 月への新しいルート」(PDF) .惑星レポート (カール・セーガン編) . 7 (3): 8–10 – The Planetary Society 経由。

[:3-5] Belbruno, E; Miller, J (1993). 「太陽の摂動による地球から月への移動と弾道」(PDF) . Journal of Guidance, Control, and Dynamics . 9 (4).

[6] Topputo, F; Belbruno, E (2015). 「弾道捕捉による地球–火星間の移動」.天体力学と動的天文学. 121 (4): 329–346. arXiv : 1410.8856 . Bibcode :2015CeMDA.121..329T. doi :10.1007/s10569-015-9605-8. S2CID 254373556.

[:0-7] Hadhazy, Adam (2014年12月22日). 「安全に、いつでも、そして安価に火星に到達する新しい方法」. Scientific American . 2014年12月25日閲覧。