のぞみから見た宇宙
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1998年に打ち上げられた日本初の火星探査機「のぞみ」の位置に立って、星空を見渡します。実際にたどった約5年の航路と、1999年10月に火星へ着くはずだった本来の計画の航路を切り替えて、空の違いを確かめられます。
いま見えている天体
FROM NOZOMI| 天体 | 方向(星座) | 距離 | 見かけの大きさ | 明るさ |
|---|
天体名を押すと、その方向に視線を向けます。明るさは等級(小さいほど明るい)の目安です。
この再現について
METHOD星と星座は実データ
6等星までの恒星約5,000個と、88星座の線を使っています。恒星はとても遠いので、のぞみから見ても星座の形と位置は地球から見た夜空と同じです。
火星の衛星フォボスとダイモス
火星のそばの数日だけ、JPL Horizonsの位置と速さから火星を回る軌道を計算して表示しています(フォボスは6時間ごとの値をつないでいます)。形は実際の形状モデルで、いつも同じ面を火星に向けて回ります。遠いときは光の点に見えます。
惑星は日ごとに計算
太陽・惑星・月の位置を天文計算ライブラリで日ごとに求め、のぞみの位置から見た方向・距離・大きさを出しています。明るさと満ち欠けは簡易計算です。
のぞみの航路は概算
航路データが見つからないため、JAXAの資料にある出来事の日付から、太陽の重力だけで軌道を組み立てました。2002年12月21日までは「近日点が地球軌道、遠日点が火星軌道の楕円を4年で3周」という資料の計画どおりの軌道、2003年6月19日までは黄道面から約4°傾いた(仮定)地球に近い軌道、その先は火星通過までをつなぐ軌道です。スウィングバイと火星通過の距離は資料の値に合わせました。月スウィングバイをした1998年7〜12月の地球周回の時期は含めていません。
本来の計画の航路
1998年12月20日に地球を離れ、1999年10月11日に火星に着いて周回軌道に入る計画でした。その航路を同じ方法で計算しています。実際の航路と切り替えると、同じ日付でも火星の見え方がまったく違うことが分かります。
計算の確かめ
4年で3周する軌道の遠日点は約1.44 auで、火星の軌道(太陽から約1.38〜1.67 au)の範囲に入ります。資料の「遠日点が火星軌道」という説明と合います。
進行方向の2つの基準
視線の「進行方向」は、のぞみが進んでいく向きにカメラを向け続ける視点です。太陽基準は、太陽から見たのぞみの動きの向きで、太陽のまわりを回る軌道そのものの向きです。火星基準は、火星から見たのぞみの動きの向きで、火星に対してどちらへ進んでいるかを表します。火星がこの十字の真ん中にあれば正面から向かうコース、少しずれていれば、そのずれの分だけ横を通り過ぎるコースです。火星に近づくと、火星の重力で向きが曲がり、十字も動きます。目的地のそばで相対速度が秒速5m未満になると向きが決まらないため、十字を目的地の方向へなめらかに寄せています。なお、実際の探査機は太陽電池やアンテナの都合で姿勢を決めていて、進行方向にカメラを向けているわけではありません。
出典
SOURCES- 「のぞみ」の地球脱出と新しい軌道計画(JAXA宇宙科学研究所)1998年12月の不具合、4年で3周の計画
- 打撃(JAXA宇宙科学研究所)2002年の故障、地球スウィングバイ
- 「のぞみ」再び惑星間空間へ(JAXA宇宙科学研究所)断念と火星通過
- Nozomi (spacecraft) (Wikipedia)2003年6月の地球スウィングバイ
- ESA Mars Express SPICE(形状モデル)フォボス(DLR、Mars Expressの画像から)とダイモス(P. Thomas、バイキングの画像から)の形。5,120面に作り直して使用
- JPL Horizons(NASA/JPL)フォボス・ダイモスの火星に対する位置と速さ
- NASA Blue Marble ・ NASA 3D Resources ・ NASA SVS CGI Moon Kit大きく見えるときの地球・火星・月の表面の画像。地球の雲は、このページ用に作ったもの(観測画像ではありません)
- d3-celestial恒星・星座線のデータ
- Astronomy Engine太陽・惑星・月の位置計算