【宇宙探査技術】スイングバイは惑星からエネルギーを得る！？

今回のテーマは・・・スイングバイ！！

天体（主に惑星）からエネルギーを貰うことを利用した技術です！

「え？惑星からエネルギーを貰うことが出来るの？」

と思いましたか？

それが出来るんです！

想像を膨らましながらこの記事を読んでみて下さい！

スイングバイとは

宇宙探査機がより遠くへ行くためのエネルギー受け取り技術です。

スイングバイの説明の前に探査機の話をしましょう。

宇宙探査機が遠くへ行くためのエネルギーは主にロケットエンジンから噴出されるもの（推進剤）を利用しています。

推進剤は方向や速度を変えるために使われますが、燃料を使っており有限なのでいつかは尽きてしまいます。

燃料が尽きれば制御できなくなり適切な探査が出来なくなってしまうのです。

そのため宇宙探査で遠くへ行く場合はより燃料を効率的に使わなければなりません。

遠くまでより効率的に探査機を飛ばすために考案された方法がスイングバイなのです！！

ではそのスイングバイとはどういった方法なのでしょうか？

簡単に言うと、

探査機が天体の近くを通過することで天体（惑星）と探査機に相互作用が起こります。
その相互作用によって探査機は天体からエネルギーを貰い、天体はエネルギーを失います。
探査機はエネルギーを貰うのでスイングバイ後の探査機の速度が増す。

といった感じです。

※イメージ画像

惑星の近くを通過するだけで燃料を消費せずに速度を上げることが出来るので、遠距離探査の際にはこのスイングバイが利用されることが多いのです。

先ほど惑星と探査機に相互作用が起こりそれによってエネルギーの受け渡しをしていると説明しましたが、その相互作用とは具体的になんなのでしょうか？

それは・・・

万有引力の法則

です！！

一度は聞いたことある名前だと思います。

ニュートンがリンゴが木から落ちたことをヒントに考え付いたと言われているものです。

（実際には違うようですが・・・）

万有引力によって惑星と探査機は互いに影響を及ぼしあいます。

その力によってエネルギーの変化＝速度の変化が起こるわけです。

実はスイングバイの計算は高校物理の範囲（エネルギー保存則）で理解することが出来ます。

計算はややこしいですがやってみましょう。

下書き中・・・。

スイングバイを行った探査機として有名なのが

ボイジャー1号とボイジャー2号です。

二つともスイングバイを利用することを念頭に設計された探査機です。

ボイジャー1号と2号は1977年に打ち上げられ、最初の目標は木星・土星とそれらの衛星の観測でした。

目標が太陽系を脱出することになったのですが、太陽系を脱出するための速度（第三宇宙速度：16.7km/s）に足りず、木星に達したときは約10km/sだったものがスイングバイをして約21km/sにまで増速することが出来ました。

今でも使われているスイングバイという技術。

惑星のからエネルギーを貰って探査機を遠くへ効率よく飛ばすことが出来るんですね！

簡単ではありますが理解できましたでしょうか？

宇宙に関しての質問があればいつでも「お問い合わせ」や「twitterのDM」下さい！！