文書名 | うなり軌道シミュレータ V4.2 単体HTML版 概要書兼操作マニュアル |
対象 | 添付されたシミュレーションHTMLおよび画面キャプチャに基づく説明資料 |
作成日 | 2026年3月15日 |
版数 | 第1.0版 |
本書は、うなり軌道シミュレータの構成、画面表示、操作方法、主な入力項目および計算結果の見方を、図を交えて整理した正式マニュアルである。
1. 文書の目的
本書は、「うなり軌道シミュレータ V4.2 単体HTML版」の利用者に向けて、シミュレータの目的、画面構成、基本操作、入力項目および結果表の見方を整理し、ブラウザ上で円滑に利用できるよう支援することを目的とする。
2. シミュレータの概要
本シミュレータは、地球質量、月質量、初期基準軌道、各段階の振幅、衝突振幅などの設定値に基づき、うなり軌道の時間変化と周回状態を可視化する単体HTMLツールである。画面は上段の可視化領域、中段の入力パラメーター領域、下段の計算結果表で構成され、入力変更に応じて表示内容が再計算・再描画される。
計算結果としては、質量エネルギー Em、光速基準軌道 ac、SES（EA）、静的エネルギー Sa、軌道速度 va、公転周期 Ta、振動周期 Tf、バネ定数 k、角速度 ω、うなり周期 α、周期率 γ、うなり周期率 β などが表形式で確認できる。
3. 画面構成
図1はシミュレータ全体画面である。左上に波形表示、右上に周回軌道表示、中段に入力パラメーター、下段に計算結果表が配置されている。
図1 うなり軌道シミュレータ V4.2 全体画面
3.1 上段表示エリア
上段左の波形表示エリアでは、選択した軌道について時間 t に対する位置 y の変化をグラフとして表示する。画面内には最大値 Max Y、最小値 Min Y、現在位置 moon、時刻 t、さらに対象軌道の式が示される。青色の破線は基準軌道、濃色の実線はうなりを含む波形、灰色の点は現在位置を示す。
上段右の周回軌道表示エリアでは、Earth を中心として各基準軌道が円として描かれ、選択中の軌道の現在位置と直近の軌跡を確認できる。表示上部には Far と Near が示され、右上の Zoom スライダーで拡大率を調整できる。
図2 上段表示エリア（左：波形表示、右：周回軌道表示）
3.2 入力パラメーターおよび結果表
中段の入力パラメーター領域には、「質量」「距離・振幅・衝突 1」「距離・振幅・衝突 2」の3カードが配置される。ここでは地球質量 M、月質量 m、初期基準軌道 a0、各段階の振幅 f、衝突振幅 fip、衝突位置 i、基準軌道 a などを設定できる。
下段の結果表には、初期から第5までの各段階と、その間のうなり段階が列方向に並び、エネルギー、速度、周期、振幅などの計算結果を横断的に比較できる。
図3 入力パラメーター領域および計算結果表
4. 起動方法
本シミュレータは単体のHTMLファイルで構成されているため、対象ファイルをブラウザで直接開くことで起動できる。特別なインストールや外部ライブラリの追加は不要である。
5. 基本操作
5.1 軌道の切り替え
上段左の「軌道」プルダウンから、第0軌道から第5軌道までの表示対象を選択できる。切り替えに応じて、波形表示と周回軌道表示の両方が更新される。
5.2 周期表示範囲の変更
「周期(t)」スライダーを操作すると、波形グラフの横方向の表示範囲を変更できる。値を大きくすると、より長い時間範囲の挙動を一度に確認できる。
5.3 拡大率の変更
「Zoom」スライダーを操作すると、周回軌道図の表示倍率を 50 から 200 の範囲で変更できる。全体を俯瞰したい場合と、詳細を拡大して見たい場合で使い分ける。
5.4 初期値への復帰
「初期値に戻す」ボタンを押すと、質量、基準軌道、振幅、衝突振幅、表示時間範囲、拡大率、選択軌道などが初期設定に戻り、画面全体が再描画される。
6. 入力項目の説明
6.1 質量設定
「質量」カードでは、初期から第5までの各段階に対して、地球質量 M と月質量 m を入力できる。これらの値は、質量エネルギーや静的エネルギー、軌道速度、周期などに影響する。
6.2 距離・振幅・衝突設定
「距離・振幅・衝突 1」「距離・振幅・衝突 2」では、初期基準軌道 a0、第1～第5軌道の振幅 f、衝突振幅 fip、衝突位置 i、基準軌道 a を設定する。表示上、一部の値は関連するパラメーターと連動して再計算される仕様である。
6.3 初期設定の例
確認できる初期設定値の例として、初期基準軌道 a0 は 356400、振幅 f は [0, 375, 3800, 20925, 0, 0]、衝突振幅 fip は [0, 0, -375, -2875, 0, 0]、周期表示範囲 tMax は 50、拡大率 zoom は 100、選択軌道は第3軌道に設定されている。
7. 計算結果表の見方
結果表は、初期、第1うなり、第1、第2うなり、第2、第3うなり、第3、第4うなり、第4、第5うなり、第5という順に列が並び、各段階の数値を比較できる。
軌道条件を確認したい場合は、基準軌道 a、振幅 f、うなり振幅 fip を中心に見るとよい。エネルギー関係を確認したい場合は、質量エネルギー Em、光速基準軌道 ac、SES（EA）、静的エネルギー Sa を参照する。運動・周期関係を確認したい場合は、軌道速度 va、公転周期 Ta、振動周期 Tf、角速度 ω、周期率 γ、うなり周期 α、うなり周期率 β を比較すると把握しやすい。
8. 利用上の留意事項
数値入力欄の多くは値確定時に再計算されるため、入力後は Enter キーを押すか、入力欄外をクリックして内容を確定することが望ましい。画面幅が狭い環境では、レイアウトが縦方向中心に再配置されるレスポンシブ構成となる。
図を確認しながら操作する場合は、まず軌道番号を固定したうえで振幅 f や衝突振幅 fip を1項目ずつ変更すると、波形表示、周回軌道表示、結果表の対応関係を把握しやすい。
9. まとめ
うなり軌道シミュレータ V4.2 単体HTML版は、入力条件に応じて、うなり軌道の時間変化と周回状態を視覚的に確認できるシミュレーションツールである。波形表示、周回軌道表示、入力パラメーター、計算結果表が一体的に構成されているため、各段階の軌道条件と数値変化を一画面で把握できる点が特長である。