月への低燃費航行を高速予測

~カオス軌道を“線形モデル”で扱う新手法~

工学研究院
坂東 麻衣 教授

ポイント

・月へ少ない燃料で向かうには複雑なカオス軌道(※1)の利用が鍵となるが、その複雑な運動を直接設計に使うことは難しかった。
・個々の軌道ではなく、軌道の集合がどのように変形するかを直接モデル化する新しい手法を開発。
・これにより効率的な軌道設計が可能となり、将来の月探査や深宇宙ミッションへの応用が期待される。

概要

九州大学大学院工学研究院の坂東麻衣教授らの研究グループは、個々の軌道を長時間の数値積分で追跡するのではなく軌道の集合がどのように変形するかに着目し、カオス軌道の輸送構造をデータから直接抽出する新しい手法を開発しました。月や惑星への宇宙航行では、複数の天体の重力を利用することで燃料を大幅に節約できる「カオス軌道」が知られています。しかし、その複雑な運動を直接設計に活用するための枠組みは十分に整っていませんでした。この方法を用いれば、軌道遷移の幾何構造を行列演算のみで高速に予測できます。さらに、本手法を用いて月遷移軌道の設計にも成功し、実際の軌道設計に応用可能であることを示しました。本成果は、アルテミス時代の月航行を支える基盤の一端を担うことが期待されます。

本研究成果は2026年4月20日に、国際学術誌「Nonlinear Dynamics」に掲載されました。

研究者からひとこと

カオス軌道は一般に長期予測が困難であることで知られています。本研究は、個々の軌道を正確に追い続けるのではなく、「軌道の集合の変形」という観点から構造を捉え直し、複雑な運動を設計可能な形に整理した点に新しさがあります。将来の深宇宙ミッションにおける軌道設計を、より体系的かつ効率的に行うための基盤技術になることを期待しています。

用語解説

(※1)カオス軌道
初期条件のわずかな違いで将来の状態が大きく変わる運動。

詳細

本件の詳細についてはこちら

お問い合わせ先

工学研究院 坂東麻衣 教授

「骨の中に骨髄が生まれる仕組み」を解明

[5/13開催]第230回アジア・オセアニア研究教育機構(Q-AOS)Brown Bag Seminar Series「白亜紀末の恐竜絶滅を引き起こした天体衝突の痕跡と生態系回復の軌跡」

関連記事

  1. 核融合プラズマの新たな乱流遷移を発見

    応用力学研究所木下 稔基 助教核融合炉の革新的な運転シナリオの確立へ…

  2. 【9/4開催】令和6年度第3回I²CNER Se…

    ノースカロライナ大学チャペルヒル校より Pedro Sáenz 助教をお招き…

  3. コケの胞子、宇宙でも生き延びる

    ~持続可能な宇宙居住への第一歩~理学研究院/農学研究院松田 修 助教…

  4. 励起状態における対称性の破れが光物理特性を制御

    ~ヤーン・テラー歪みによる励起状態の局在化を10フェムト秒の超高速分光で観測…

  5. 《8/6開催》【参加者募集!】マレーシア元首相マ…

    九州大学名誉博士号授与記念講演会日本とマレーシアの関係を通じて、私た…

  6. 逆転の発想『ラビ振動分光』でミュオニウム原子を精…

    逆転の発想『ラビ振動分光』でミュオニウム原子を精密に測定ポイント…

  7. 【10/29,/30開催】半導体・イノベーション…

    本イベントを通じて、日本とベトナムとの学術連携を強化し、大学の知と産業界の実…

  8. 小型酵素が持つ“二刀流”の進化戦略

    〜12個の小型酵素が星型を形成し、tRNA前駆体を正確に前後から切断〜農…