人工衛星のスイングバイで加減速を最大化する方法と軌道選びのポイント

人工衛星のスイングバイ（重力アシスト）は、惑星の重力を利用して衛星の速度や進行方向を変える手法です。航行の燃料消費を抑えつつ、軌道を大幅に修正できるため、探査機のミッションでよく使われます。

スイングバイで加減速が大きくなる条件

一般的に、衛星が惑星に近い軌道を通るほど、惑星の重力が及ぼす影響が強くなります。そのため、通過距離が短いほど速度の変化（加速または減速）は大きくなります。ただし、あまりに近すぎると大気抵抗や潮汐力の影響で軌道制御が難しくなる場合があります。

接近距離を小さくすると重力による速度変化は大きくなる一方、通過角度も重要です。軌道が惑星の移動方向と直角に近い場合、進行方向の変化が大きくなります。逆に惑星の軌道にほぼ平行の場合は、速度の増減は小さくなります。

ボイジャー計画やジュノー探査機では、木星や金星を利用したスイングバイで軌道エネルギーを大幅に増加させています。これにより、遠方の惑星への飛行時間を大幅に短縮できました。

スイングバイの加減速は、惑星への接近距離が短いほど大きくなりますが、通過角度や大気の影響も考慮する必要があります。最適な軌道を選ぶことで、燃料を節約しつつ効率的な軌道変更が可能です。