ミッション解析と軌道設計の基礎

半揚稔雄 著
　B5判（上製）／460頁　
定価：本体5,800円＋税
isbn978-4-7687-0439-4
分類：航空宇宙工学　在庫：あり

太陽系大航海の礎となるのが，本書の表題にある“ミッション解析と軌道設計”である。これは人工衛星や惑星探査機などの宇宙飛行体に課せられた任務，つまり“ミッション”を達成するためにその内容を分析し，その結果にもとづき適切な軌道を選択し，また設計するための方法を論じた分野である。軌道の選定においては軌道そのものの特性や機能を十分に知る必要があり，そのための基礎として天体力学の知識が不可欠である。
　１４年の歳月を傾注して書かれた本書は，こうした内容について飛躍無しに叙述する．

◆内容

• 二体問題と多体問題　二体問題の運動方程式，運動の積分，多体問題における相対運動
• ケプラー運動　円錐曲線，軌道方程式，軌道速度，軌道角運動量，ケプラー方程式，ケプラー方程式の解法，バーカー方程式，位置と速度と真近点離角による表示，位置と速度と離心近点離角による表示，軌道要素，軌道の空間表示，位置と速度からの軌道要素の推算，軌道要素からの位置と速度の推算
• 初期値による軌道生成―ケプラー問題　ラグランジュの係数の導入，ラグランジュの係数のによる表示，ラグランジュの係数のによる表示，スンドマン変換と普遍変数，関数との導入とその特性，ラグランジュの係数の普遍変数による表示とバッティンの普遍公式
• 境界値による軌道生成―ランベルト問題　二点を結ぶ遷移軌道の幾何学，ランベルトの定理，ランベルトの定理の応用，ランベルト問題の普遍変数による定式化
• 軌道遷移とランデブー　インパルス近似，同一平面内の円軌道間の遷移，異なる平面内の円軌道間の遷移，ランデブー
• 座標系と時刻系　春分点，座標系，時刻系，歳差と章動の影響
• 軌道決定　地球の形と観測地点の位置，視線距離・方位角・仰角からの軌道決定，三点の位置ベクトルからの軌道決定ギブスの方法，三回の光学観測からの軌道決定ラプラスの方法，ラグランジュの係数の級数展開式を利用する方法，軌道改良
• ロケットの飛翔運動　ロケットの推進の原理，ロケットの運動方程式，ロケットの自由空間での運動，ロケットの飛翔経路，多段ロケット
• 惑星間飛行の軌道計画　二体軌道接続法，惑星間遷移軌道の設計，地心脱出軌道の設計，スウィングバイ軌道の設計，惑星周回衛星軌道の設計，惑星探査ミッションの軌道計画　木星探査ミッションの軌道設計
• 摂動論　軌道要素の変化，摂動関数の展開
• 人工衛星の運動　運動の概要，扁平楕円体の重力ポテンシャル，地球の扁平による摂動，月と太陽の引力による摂動
• 人工衛星ミッションの軌道設計　軌道の特性，極軌道，太陽同期軌道，地表回帰軌道，同期軌道
• 三体問題とラグランジュ点ミッション　三体問題の運動方程式と運動の積分，円制限三体問題，ラグランジュ点ミッションの解析
• 低推力推進系による軌道計画　低推力推進系の特性，低推力推進系による惑星間遷移軌道の最適化，火星探査ミッションでの低推力惑星間軌道の特性