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使い方ガイド
- 初期条件を設定:衛星の質量(kg)、軌道高度(km)、離心率(0~1)を入力
- 中心天体を選択:地球(M=5.972×10²⁴kg)、火星(M=6.417×10²³kg)、太陽など
- シミュレーション実行:軌道要素とケプラー方程式の数値積分により、数値ステップで位置・速度を計算
具体的な計算例
地球周回衛星(h=400km低軌道)の場合、軌道半径a=6778km、離心率e=0.001のほぼ円形軌道では、平均運動n=0.00114rad/s、周期T=5505秒(91.7分)となります。初期速度v₀=7680m/sで投入した場合、ルンゲ=クッタ法4次の0.1秒刻みで積分すると、1周期後の位置誤差は±2m以下に収束します。
実務での注意点
- 大気抗力を無視しているため、高度200km以下の超低軌道では数日~数週間で衰退する実際の挙動と乖離
- 相対論効果(水星の近日点歳差)が必要な精密軌道計算には不適切
- 多体問題(月の重力摂動など)は考慮されていないため、長期(数ヶ月以上)予測精度は低下
- 離心率e≧1.0は双曲線軌道となり、脱出速度以上の場合の軌道計算に有効