実験物理と計算機

３学期	第５回 戻る 次へ
参考書	「Unix計算機を使った物理学実験」（新井/板倉） ４４〜４５ページ 第６章、力学/天体物理（その２）

６-５、ボイジャー２号の木星による重力加速

宇宙探査機の飛行原理

1. ロケットの推力だけでは不可能
2. 惑星との接近遭遇を利用して飛行
   Swing-by 航法
   1. 木星との接近遭遇は土星への飛行に必要な速度を与える。
   2. 土星との接近遭遇は冥王星への飛行に必要な速度を与える。
   3. .....
3. 惑星との”弾性衝突”によって、惑星から推進エネルギーを得る。
4. 介在する力は重力
   重力加速

木星とボイジャー２号との運動学

1. ボイジャー２号の質量<<木星の質量
2. 軌道運動をしている”壁”との弾性衝突
3. 特別な場合 -正面衝突-
   現実的ではないが、これに近い状況は有りうる。
   1. 接近遭遇前のボイジャー２号の速度0
   2. 木星の速度V （＝軌道運動の速度）
   3. 接近遭遇後のボイジャー２号の速度2V

軌道の予測

1. 木星の重力場内での運動
2. ボイジャー２号と木星との２体問題
3. 接近遭遇前の位置と速度を敏感に反映
4. 接近遭遇後の最終軌道が設定軌道に一致するように調整
5. 運動方程式
   

６-６、研究課題III -重力加速-

数値解法のヒント

1. 位置と速度に対する初期条件が大事
2. 一階微分方程式への変換