影響圏の判定方法

宇宙船の動的エネルギー(A)をスイングバイする中心天体方向の動的エネルギー(AV)と円軌道方向の動的エネルギー(AH)に分ます。

円軌道の動的エネルギー(AH)とその位置の静的エネルギ(S)と比較します。

位置円軌道方向の静的エネルギー(S)比較円軌道方向の動的エネルギー(AH)
①R’SR’<AHR’
②RSR=AHR(AVR=Sa=基=軌道半径aの静的エネルギー)
AHr’=AHr’+AVR(双曲線軌道の式より)
③rSr=AHr=2AVr=2Sa
AHr’=AHr’+AVR(双曲線軌道の式より)
④RSR’=AHR

影響圏は②〜④の間になります。

双曲線軌道の位置rの速度は、
v=\sqrt{\mu\left(\frac{2}{r}+\frac{1}{a}\right)}


となりますので、双曲線軌道の位置rエネルギーは、

μ は万有引力定数と中心天体+周回天体の質量の積
になります。

動的エネルギーと静的エネルギーで表すと、

質量エネルギーEm
最小基準軌道半径 ac
宇宙エネルギー定数U

を使って表すと

になります。(②〜③、③〜④の間)

この方法ならば明確に、影響圏内か、影響圏外かの判断がつきます。

どうでしょうか。
エネルギー曲線でみるとこんな感じです。

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