SES: STATIC ENERGY SPACE & ENDI THEORY / HTML版
画面全体のイメージ
対象ファイル | 双曲線軌道シミュレーター5.html |
作成日 | 2026年3月15日 |
用途 | 概要・画面構成・基本操作・結果の見方の整理 |
添付HTMLと画面スクリーンショットから確認できた内容に基づいて作成
1. 概要
本シミュレーターは、選択した中心天体の周辺を通過する双曲線軌道を可視化し、主要な軌道要素、飛行時間、SES / エネルギー関連値、角度情報を同一画面で確認できるブラウザ用ツールです。HTMLファイルを開くと、パラメータの変更に応じて結果が即時再計算される構成になっています。
画面上では、中心天体を水星・金星・地球・火星・木星・土星・天王星・海王星から選択でき、探査機質量、進入角、進入速度、近点距離を変更できます。可視化領域では双曲線軌道と基準円群が表示され、右側カードでは離心率 e、影響圏 R、基準軌道 a、近点速度 vr などの主要値が確認できます。
加えて、履歴比較、プリセットの保存 / 読込、結果JSONのコピー、テーマ切替、画面下部の基本計算式リファレンスといった補助機能も用意されています。
2. 起動方法
- 対象のHTMLファイル（双曲線軌道シミュレーター5.html）をPC上で開きます。
- Webブラウザで表示すると、初期状態で地球が選択された画面が表示されます。
- 左側の入力値を変更すると、中央の軌道図と右側の計算結果が自動更新されます。
- 画面下部には履歴比較欄と基本計算式リファレンスが表示されます。
作成範囲 本マニュアルは、添付されたHTMLソースと画面スクリーンショットから確認できた機能に基づいて整理しています。未確認の外部連携や追加仕様は記載していません。 |
動作上の前提 HTML内には Tailwind CSS と MathJax の外部読み込み記述、およびプリセット保存用の localStorage、JSONコピー用の clipboard API の利用が含まれています。 |
図1 画面構成（番号付き全体図）
No. | 領域 | 役割 |
1 | タイトル / ヘッダー | シミュレーター名、サブタイトル、テーマ切替ボタンを表示します。 |
2 | パラメータ設定 | 中心天体の選択、質量、進入角、進入速度、近点距離を入力します。保存 / 読込ボタンからプリセット操作も行えます。 |
3 | 双曲線軌道 可視化 | 中央のSVG領域に双曲線軌道、影響圏 R、振動基準 f、基準軌道 a、近点 r を表示します。 |
4 | 結果カード群 | 主要軌道要素、飛行時間解析、SES / エネルギー空間、角度情報を右側にまとめて表示します。 |
5 | データ出力（JSON） | 現在の計算結果をJSON形式で表示し、ボタンからコピーできます。 |
6 | 履歴比較 | 履歴に記録した複数条件の R、a、e、Tf、TOF を一覧比較します。 |
7 | 基本計算式リファレンス | 画面で用いているSES関連・動的エネルギー・軌道要素・飛行時間式を参照できます。 |
3. 主要画面の見方
図2 入力パネル |
図3 結果カード |
3.1 入力パネル
- 中心天体 (Planet) では 8 天体から対象を選択します。選択に応じて天体質量 M が自動反映されます。
- 探査機 m [kg] は数値入力欄で直接変更します。
- 進入角 θin [deg]、進入速度 v [km/s]、近点距離 r [km] は、数値入力欄とスライダーの両方で調整できます。
- 保存は現在値をプリセットとして保存、読込は保存済みプリセットの再適用です。
3.2 可視化パネル
中央の可視化領域では、中心天体を基準に円群と双曲線軌道が描画されます。凡例の表示から、R（影響圏）、f（振動基準）、a（基準軌道）、r（近点）、軌道の対応関係を確認できます。
「履歴に記録」ボタンを押すと、現在の主要結果が履歴比較表へ追加されます。
3.3 結果カード
- 主要軌道要素: 離心率 e、影響圏 R、基準軌道 a、近点速度 vr、短半径 b、焦点 c、振動基準 f、振幅 h を表示します。
- 飛行時間解析: エンディ理論 Tf、古典2体問題 TOF、汎用先生 TH を時間[h]で表示します。
- SES / エネルギー空間: EA、Ec、ac、SR、Sa、AR、Ar を表示します。
- 角度情報: 回転角 θR、Refraction α、Turning δ を表示します。
- データ出力（JSON）には、現在条件と計算結果の構造化データが表示されます。
4. 基本操作手順
手順1: 起動する
HTMLファイルをブラウザで開き、初期表示を確認します。初期値はコード上、地球・探査機質量1000kg・進入角30deg・進入速度10km/s・近点距離15000kmです。
手順2: 中心天体を選ぶ
パラメータ設定のプルダウンから対象天体を選びます。選択変更後、天体質量 M と軌道計算が自動更新されます。
手順3: 条件を入力する
探査機質量 m、進入角 θin、進入速度 v、近点距離 r を入力またはスライダーで調整します。
手順4: 可視化と結果を見る
中央の軌道図と右側の結果カードを見て、軌道形状・飛行時間・エネルギー量・角度情報を確認します。
手順5: 条件を比較する
必要に応じて「履歴に記録」を押し、複数条件を履歴比較表に残します。
手順6: 保存・再利用する
同じ端末 / 同じブラウザで再利用する場合は「保存」でプリセットを記録し、「読込」で復元します。
手順7: 結果を転記する
JSONコピーを押すと、現在の結果をJSON形式で外部メモや資料へ貼り付けやすくなります。
5. 入力項目一覧
項目 | 単位 | 入力方式 | 内容 |
中心天体 (Planet) | – | プルダウン | 水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星から選択 |
天体質量 M | kg | 自動表示 | 選択した天体に応じて自動表示される読み取り専用項目 |
探査機 m | kg | 数値入力 | 探査機質量を入力 |
進入角 θin | deg | 数値入力 / スライダー | 進入角を調整 |
進入速度 v | km/s | 数値入力 / スライダー | 相対進入速度を調整 |
近点距離 r | km | 数値入力 / スライダー | 中心天体から最も近づく距離を調整 |
6. 出力項目の見方
主な結果の意味を以下にまとめます。数値の単位は画面表示に合わせて km、km/s、h、je などで表示されます。
表示項目 | 意味 / 見るポイント |
離心率 e | 軌道形状の指標です。コード上では e > 1 のとき双曲線として扱われます。 |
影響圏 R | 影響圏の大きさです。可視化では外側の円として表示されます。 |
基準軌道 a | 結果カードと可視化の基準円に対応する値です。 |
近点速度 vr | 近点通過時の速度です。 |
b / c / f / h | 双曲線の短半径、焦点、振動基準、振幅として補助的に確認します。 |
Tf / TOF / TH | エンディ理論、古典2体問題、別解法の3種類の飛行時間比較です。 |
EA / Ec / ac | SES関連の基礎量です。 |
SR / Sa / AR / Ar | 影響圏・基準軌道・近点に関わるエネルギー表示です。 |
θR / α / δ | 回転角、Refraction、Turning の角度情報です。 |
7. 補助機能
- テーマ切替: 画面右上のボタンで配色を切り替えます。
- 履歴比較: 現在条件を比較表へ追記します。コード上では最新5件まで保持する構成です。
- プリセット保存 / 読込: 現在の入力値を localStorage に保存し、後で復元できます。
- JSONコピー: 現在条件と計算結果をJSON形式でコピーできます。
- 基本計算式リファレンス: 画面最下部に SES関連、動的エネルギー、軌道要素、飛行時間の式が並びます。
図4 履歴比較と基本計算式リファレンス
8. 入力時の注意点
- 探査機質量 m は正の数で入力します。
- 進入角 θin は 0 度と 180 度を含まない範囲で扱います。
- 進入速度 v、近点距離 r は正の数で入力します。
- 入力条件によっては、計算結果が双曲線条件を満たさず、画面上にエラーメッセージが表示されます。
- 条件比較の途中経過は履歴表に残せますが、履歴自体はコード上ではセッション内保持です。ブラウザ再読み込み時は消える前提で扱います。
- 保存したプリセットは同じブラウザ環境の localStorage を利用するため、別端末へは自動同期されません。
9. 参考: 画面下部の基本計算式
画面下部には、次の4系統の計算式リファレンスが表示されます。以下は画面中の表記を文章化したものです。
- SES関連: Ec = mC^2、ac = U(M + m)、EA = Ecac
- 動的エネルギー: AR = mv^2、AHR = AR sin^2(θin)、AVR = AR – AHR、SR = AHR / 2、Sa = AVR
- 軌道要素: R = EA / SR、a = EA / Sa、c = a + r、e = c / a、b = √(c^2 – a^2)
- 飛行時間（エンディ理論）: ka = EA / a^3、k = ka(a / f)^2、ω = √(k / m)、Tf = θR / ω
まとめ このシミュレーターは、入力・可視化・主要結果・履歴比較・JSON出力が1画面にまとまっており、条件変更に対する双曲線軌道の変化を確認しやすい構成です。資料化する際は、図1と履歴比較表、JSON出力を併用すると条件差の説明がしやすくなります。 |