小惑星軌道の地球近傍におけるカオス性・安定性の解明と長期拘束軌道投入理論の確立

本研究は，地球に接近する軌道を持つ小惑星（地球接近小惑星）の速度を変更し，地球近傍に長期間にわたって拘束される軌道（拘束軌道）へと遷移させる手法を検討するものである．小惑星を地球付近に留めることで物理的なアクセス性が向上し，探査やサンプルリターンなどの科学ミッション，ひいては資源探査，採掘といった将来の産業への貢献が期待できる．初年度は計画に従い，地球接近小惑星速度の変化量と地球近傍における軌道の関係の定式化を行った．特に，小惑星軌道のカオス性・安定性の関係に注目した．軌道変更後の小惑星軌道がカオス性を有する場合，軌道の予測が困難となり，近傍からの早期脱出や地球への衝突の可能性を持つことになる．本研究では，小惑星自身，地球，太陽の三体の影響を考慮し，小惑星の速度変化をJacobi積分という１つのスカラ量の変化に置き換えた．Jacobi積分はこの系の保存量であり，軌道変更によって生じるJacobi積分の人工的な変化と変更後の軌道がもつカオス性の関係を明らかにした．本検討により，地球近傍の小惑星軌道がカオス性を有することを回避するのに必要なJacobi積分の変化量を計算することが可能となった．また，拘束軌道の安定性をフロケ理論によって判定するシステムも開発し，拘束軌道が周期軌道となる条件を解明することが可能となった．なお，以上の検討に伴って，シンプレクティック積分法を用いた高精度な軌道シミュレータを開発した．今後は，初年度で検討した内容を応用して研究を進めるとともに，国内外における研究成果の発信を加速させる．現在，第34回International Symposium on Space Technology and Scienceでの発表が決定しており，今後も積極的な情報発信を行っていく．

本研究は，地球に接近する軌道を持つ小惑星（地球接近小惑星）の速度を変更し，地球近傍に長期間にわたって拘束される軌道（拘束軌道）へと遷移させる手法を検討するものである．小惑星を地球付近に留めることで物理的なアクセス性が向上し，探査やサンプルリターンなどの科学ミッション，ひいては資源探査，採掘といった将来の産業への貢献が期待できる．初年度は計画に従い，地球接近小惑星速度の変化量と地球近傍における軌道の関係の定式化を行った．特に，小惑星軌道のカオス性・安定性の関係に注目した．軌道変更後の小惑星軌道がカオス性を有する場合，軌道の予測が困難となり，近傍からの早期脱出や地球への衝突の可能性を持つことになる．本研究では，小惑星自身，地球，太陽の三体の影響を考慮し，小惑星の速度変化をJacobi積分という１つのスカラ量の変化に置き換えた．Jacobi積分はこの系の保存量であり，軌道変更によって生じるJacobi積分の人工的な変化と変更後の軌道がもつカオス性の関係を明らかにした．本検討により，地球近傍の小惑星軌道がカオス性を有することを回避するのに必要なJacobi積分の変化量を計算することが可能となった．また，拘束軌道の安定性をフロケ理論によって判定するシステムも開発し，拘束軌道が周期軌道となる条件を解明することが可能となった．なお，以上の検討に伴って，シンプレクティック積分法を用いた高精度な軌道シミュレータを開発した．今後は，初年度で検討した内容を応用して研究を進めるとともに，国内外における研究成果の発信を加速させる．現在，第34回International Symposium on Space Technology and Scienceでの発表が決定しており，今後も積極的な情報発信を行っていく．