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実際のBallistic Lunar Transfer

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概要

太陽、地球、月の重力を活用して低エネルギーで地球から月へ行くことができる軌道、Ballistic Lunar Transfer(BLT)。資料によっては弾道捕獲、4-Body Transferと呼ばれていたりもする(弾道捕獲は月周回に入るところまでを含めた用語?)。
太陽重力がどのように宇宙機の軌道に影響を及ぼしているかを直感的に理解したかったので、実際の宇宙機の軌道データを可視化してみた。

実際のBLT軌道

NASA JPLのHorizons Systemのデータを元に、Julia言語のMakieを使用して各宇宙機の軌道を可視化した。

  • 各動画の左側は地球中心座標系。直感的に理解しやすい座標系だが、地球と共に運動している座標系なので、太陽重力による見かけ上の力(地球に働く太陽重力と宇宙機に働く太陽重力の差分)が働くことに注意。青いベクトルは地球重力、ピンク色のベクトルは太陽重力による見かけ上の力を表す。月重力は、月付近に来るまではほぼ影響がないので可視化していない。
  • 各動画の右側は太陽地球固定回転座標系。常に左側に太陽がくるように回転させている座標系。宇宙機の動きは直感的には理解しづらいが、太陽と地球と宇宙機の位置関係を理解しやすい。

CAPSTONE

https://youtu.be/XhClXTlr0ks

SLIM

https://youtu.be/9NTxHsmsS9E

Lunar Flashlight

https://youtu.be/E5_wofn2QjI

GRAIL

https://youtu.be/30_YEJjDfpc

参考

Advanced SPACE HP
A Primer on Cislunar Space

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