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重力スイングバイとは?

じゅうりょくすいんぐばい

重力スイングバイとは、惑星の重力を利用して探査機の速度や方向を変える宇宙航行技術のことです。

重力スイングバイ(gravity assist / gravitational slingshot)とは、宇宙探査機惑星などの天体に近接飛行する際に、その天体の重力を利用して推進剤を消費せずに速度・進行方向を変える航法技術です。「グラビティアシスト」や「フライバイ」とも呼ばれます。

仕組みとしては、探査機が惑星の重力圏に入ると加速しながら惑星に近づき、惑星の公転運動から運動量を受け取りながら離脱します。これにより、惑星の進行方向に飛行すれば探査機は加速され、逆方向なら減速されます。探査機から見ると「引っ張られて加速した後に反発して出ていく」ように見えますが、エネルギーは惑星の公転から微量ながら奪われています(ただし惑星の質量が極めて大きいため公転への影響は無視できる量です)。

重力スイングバイの活用例として次が挙げられます。

  • ボイジャー1号・2号:木星・土星・天王星・海王星を順次スイングバイして太陽系外縁へ
  • カッシーニ:金星・地球・木星をスイングバイして土星に到達
  • はやぶさ2:地球スイングバイで増速しリュウグウへ

この技術を使わなければ到達に必要な燃料が膨大になるか、そもそも到達不可能な目標天体への探査ミッションを実現する、現代宇宙探査の重要な柱です。

使い方・例文

NASAのボイジャー2号は、木星・土星・天王星・海王星を次々にスイングバイしながら加速し、人類史上初めて4つの外惑星を1回のミッションで探査することを可能にしました。

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