原理解説スイングバイ

図 スイングバイの原理

「スイングバイ」とは

宇宙空間で、惑星の重力を利用して軌道を変更したり、加速、減速したりする航法を、「スイングバイ」と言います。探査機などが惑星に接近すると、探査機は惑星の重力により加速しながら進みます。探査機が惑星から離れる時には、やはり重力に引っ張られているので、今度は減速しながら進みます。このとき、探査機の軌道が惑星を中心とした双曲線を描き、探査機の進路を変えることができるのです。さらに、惑星は公転をしているので、その速度も影響します。惑星の公転方向に対して後方を通過した場合、探査機が惑星が離れていくとき、探査機と惑星の進行方向が同じになるので、探査機の速度に惑星の公転速度が加算され、結果的に探査機が加速するのです。惑星の前方を通過した場合は、逆のことが起こり今度は減速します。探査機は、図のような軌道で動いていくのです。

スイングバイで航行する探査機

1977年に打ち上げられた惑星探査機ボイジャー1号・2号は、いずれも木星や土星に接近しスイングバイを行って、現在も航行中です。2003年に打ち上げられたはやぶさ、2014年のはやぶさ2は、いずれも地球でスイングバイを行い、小惑星の探査を行っています。