放物線軌道は、スイングバイなど外部から中心天体影の響圏に進入した時に、
双曲線軌道や放物線軌道になります。
もう一つ、
双曲線軌道になる原因として、
他の天体が周回天体に衝突した際に次のような条件の時に、
双曲線軌道になります。
【条件】
衝突エネルギー(I)が衝突位置(r)の静的エネルギー(Sr)を超えた時
2Sr < Sr + I
衝突エネルギーが、2S脱出エネルギー曲線を越えようとすると、
超えたエネルギーは、基準軌道上の静的エネルギー(Sa)になります。
衝突後の周回天体の動的エネルギー(Ar)は、
位置(r)の中心天体方向の動的エネルギー(AVr)と
基準軌道方向の動的エネルギー(AHr)により、
Ar = AHr(2Sr) + AVr(Sa)
になります。
衝突エネルギー(I)は、衝突位置(r)の静的エネルギー(Sr)と残りのエネルギーは、
基準軌道の静的エネルギー(Sa)になります。
I =I1(Sr) + I2(Sa)
衝突エネルギー(I)、衝突位置(r)の静的エネルギー(Sr)は既知なので、
基準軌道の静的エネルギー(Sa)は
Sa = I – Sr
これより、基準軌道半径(a)
a = Em x ac / Sa
where
Em = mc2
ac = U(M + m)
m:周回天体の質量
c:光速
U:宇宙エネルギー定数
M:中心天体の質量
になります。
位置(R)で影響圏を脱出する、動的エネルギー(AR)
AR = AHR + Sa
where
AHR= Em x ac / R
脱出速度(vR)は、
vR = √AR / m
になります
例:
項目 | 値 | 備考 |
宇宙エネルギー定数 | U = 7.42426E-3 km/kg | FIX |
光速 | c = 1.07925E+9. km/h | FIX |
中心天体質量 | M = 1.89813E+27 kg | FIX |
周回天体質量 | m = 1.0 e20 kg | FIX |
衝突エネルギー | I = 4.43604E+29 je | |
中心天体からの衝突位置 | r = 2,324,512 km | |
中心天体の影響圏脱出距離 | R = 48,200,000 km | |
周回天体質量エネルギー | Em = 1.16479E+38 je | Em = mx × c^2 |
光速時基準軌道半径 | ac = 0.00141 km | ac = U × ( M + mx ) |
【起算結果】
項目 | 値 | 計算式 |
衝突位置(r)静的エネルギー | Sr = 7.06145E+28 je | Sr = Em x (ac / r) |
衝突位置(r)基準軌道方向動的エネルギー | AHr = 1.41229E+29 je | AHr = 2 x Sr |
中心天体方向動的エネルギー | AVr = 3.02375E+29 je | AVr = I – AHr |
基準軌道静的エネルギー | Sa = 3.02375E+29 je | Sa = AVr |
基準軌道半径 | a = 542,849.5 km | a=Em x ac /Sa |
中心天体の影響圏脱出距離(R)の静的エネルギー | SR = 3.40548E+28 je | SR = Em × ac / R |
中心天体の影響圏脱出距離(R)の影響圏脱出速度 | vR = 60,867.45 km/h | vR = sqrt( AR / mx ) |