グラビティアシストとは?
ぐらびてぃあしすと
グラビティアシストとは、惑星などの重力を利用して宇宙機を加速・減速または進路変更する軌道技術で、燃料を使わずに飛行効率を高める手法です。
グラビティアシスト(gravity assist)とは、惑星・月・その他の天体の重力圏を通過する際に、その天体の公転運動から運動量を受け取り(または与え)、宇宙機の速度や進行方向を変える軌道操作技術です。「スイングバイ」とも呼ばれます。
仕組みを直感的に理解するには、動くトラックにボールを投げる例えが有効です。天体の前方を通過すると宇宙機は天体の公転速度を受け取って加速し、後方を通過すると減速します。このとき天体自体もわずかに影響を受けますが、天体の質量が圧倒的に大きいため実用上は無視できます。相互作用は厳密に運動量保存則に従っており、推進剤を消費せずに軌道エネルギーを大幅に変えられるのが最大の利点です。
グラビティアシストを活用した主なミッションには以下があります。
- ボイジャー2号:木星・土星・天王星・海王星を順次スイングバイし太陽系外縁へ
- カッシーニ:金星2回・地球・木星でスイングバイして土星へ到達
- はやぶさ2:地球スイングバイでリュウグウへの軌道を調整
グラビティアシストを使わなければロケットの燃料が膨大になるか、そもそも到達不可能な領域への探査が実現します。現代の惑星間探査においてほぼ不可欠な技術となっており、軌道設計の巧みさが探査の成否を左右します。
使い方・例文
木星探査機がさらに遠い土星や天王星まで旅を続けるとき、木星の重力を借りて加速するグラビティアシストが、追加の燃料なしに膨大なエネルギーを与えてくれます。
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