質問: 「重力アシスト」「重力ターン」などともいう、天体の万有引力を利用して、宇宙船や探査機の速度や方向を変える技術を何という?
回答: スイングバイ

タイトル: 超光速航法
初期のSFやスペースオペラでは、相対性理論に言及せず、加速を続けることによって光速を越えている例が多い。エドワード・E・スミスの『宇宙のスカイラーク』シリーズでは、相対性理論に触れたうえで観測事実として加速継続による超光速が実現されたとしており、理論は現実によって修正されるという、ある意味科学的な手法であると言える。また、同じ作者の『レンズマン』シリーズでは、「バーゲンホルム機関」という装置で質量が持つ慣性を無効化し、宇宙船の質量そのものを無効化して超光速を達成している。SFテレビシリーズの『スタートレック』では、ワープ・エンジンにより宇宙船を包み込むように亜空間フィールドを発生させ、亜空間フィールドの膜に包まれた内部は、プランク時間以内に通常の空間に対して光速で進み出し、ワープ航法を行うという設定になっている。

タイトル: アポジキックモーター
アポジキックモーターとは最終軌道へ向けて、軌道を変えるための推進装置であり、運動量を与える対象が宇宙機の質量そのものであることから、打ち上げよりはるかに小さいとはいえ比較的大きな推力を必要とする。それに対し、宇宙機の姿勢制御は、3次元的な角度(姿勢)・角速度の修正・変更・維持であり、運動量を与える対象は宇宙機のモーメントであるから、推力は比較的小さくても良く、さらに、推力を得る装置(スラスター)による偶力だけではなく、内部的あるいは外部的にトルク(回転力)を得る装置(モーメンタムホイールや磁気トルカ、リアクションホイールなど)も併用される。大きな外乱が働く軌道制御時や予備の姿勢制御装置としてはスラスターが使用される。軌道の最終調整や軌道位置の維持には、触媒反応を利用した一液型(ヒドラジン系)スラスターや、イオンエンジンなど比較的低出力のスラスターが利用されている。

タイトル: 天測航法
天測航法はヨットで外洋を航海する個人が使い続けている。乗組員が少ない船では、外洋を航海する際に天測航法が必須のスキルとされている。GPSの方が精度がよいが、天測航法を主に使う人もいるし、GPSのバックアップとして使う人もいる。アポロ計画では、一種の天測航法で軌道の補正を行っていた。マーズ・エクスプロレーション・ローバーなど最近のミッションでは、姿勢制御に恒星追跡器などを使っている。また深宇宙における位置の天測については、パルサーが放つX線を利用することで実現でき、ISSで行われた実験では目標計測精度16kmを8時間の観測で達成、システムの実証に成功した。

タイトル: 重力
重力という表現は、宇宙論などの領域では万有引力と同一として扱われることがある。地球上のことについて論じている場合は、地球上の物体に対して働く地球の万有引力と地球自転による遠心力との合力を指している。また、人工衛星のように、地球の自転とは無関係な物体の運動について論じている場合は、遠心力の成分は除いて扱うことになる。地球上で質量が 1 kg の物体に作用する重力の強さは、約 9.8 N でほぼ一定である。だが、精密に調べてみると重力の度合いは地球上の場所により、あるいは時間によっても変化している。加速度の単位は国際単位系においてはメートル毎秒毎秒 (m/s) であるが、日本の計量法は特殊の計量である「重力加速度又は地震に係る振動加速度の計量」に限定して、CGS単位系における加速度の単位である「ガル (Gal)」および 10 (1000分の1) のミリガル (mGal)の使用を認めている。

タイトル: 軌道姿勢制御システム
軌道姿勢制御システム(きどうしせいせいぎょシステム Orbit attitude and maneuvering system,OAMS)はアメリカ合衆国のジェミニ宇宙船における軌道上での軌道変更・姿勢制御のためのロケット推進システム。OAMSは16基のスラスターで構成されており、宇宙船操縦のため、各方向に向けて固定ノズルが取り付けられている。推進剤はヒドラジン・四酸化二窒素であり、二液を混合しただけで発火するハイパーゴリック推進剤を用いている。8基の推力100ポンドのスラスターと8基の推力25ポンドのスラスターの組み合わせとなっている。これらの出力を操作することにより、宇宙船のロール・ピッチ・ヨー操作を行い、軌道変更も行なう。ただし、推力100ポンドのスラスターのうち2基は1962年に85ポンドに減出力された。

タイトル: 飛行力学
飛行力学は、拘束の無い自由空間内での物体に加わる力とそれに伴う運動に関する学問分野と解釈することが出来る。 この場合、物体を大きさの無い質点とみなした時の運動(質点の軌道)と、大きさ・形状を有する物体の姿勢に関する運動(剛体の運動)の2つに大別することが出来る。 また,以上のような物体の力学・運動をどのような条件の自由空間内で考えるかによってさらに2つに大別され、1つは一様重力場で地上を平面に近似した場合と、他方は逆2乗則に従った中心力場における系の場合である。 前者は飛行力学の中でも一般に「航空力学」と呼ばれる分野で、後者は「宇宙航行力学」と呼ばれるものである(一般の航空機に比べ遥かに高い高度を航行する宇宙機の運動は、一様重力場における力学を適用するには無理があり、球である地球の形状も大きく影響する)。

タイトル: 宇宙速度
第三宇宙速度とは、第二宇宙速度と同様の考え方で地球軌道・地表においてある初速度を与えたとして、地球さらには太陽の重力を振り切るために必要な速度で、約 16.7 km/s (60,100 km/h) である。太陽の質量、地球の質量、太陽と地球の距離、地球の半径、万有引力定数から求めることができる。現実的には地球の公転速度を利用する側に飛び出すか逆かでΔvとしては違ってくる。この速度に達するために必要なエネルギーが膨大になるため、惑星探査機ではスイングバイを利用して加速する。これまでに第三宇宙速度を超えた人工物体は多くなく、太陽系を離れる人工物の一覧に記載されている。

タイトル: 宇宙型測位政策
宇宙型測位政策(うちゅうがたそくいせいさく、英: Space-based positioning, navigation and timing policy)は、米国の宇宙技術を活用した位置測定・航法・調時に関する政策である。米国の全地球測位システム(GPS : Global Positioning System)および同盟国の全地球測位衛星システム(GNSS : Global Navigation Satellite System)を活用した複数衛星系(Multi-constellation)で複数周波数(Multi-frequency)の衛星測位システムを活用する。

タイトル: 空力ブレーキ
また、空力ブレーキは、地球周回軌道で軌道速度を減衰させて大気圏に突入するためにも利用されている。どの程度の濃厚な大気でそれを行うかにもよるが、空力ブレーキは衝撃加熱によって宇宙機の運動エネルギーを機体のすぐ前方の大気の熱エネルギーに変換するため、効率がよい。一方で、宇宙機の特徴のひとつである流体力学に無関係な設計が制限され、空力加熱から機体をうまく遠ざける必要があり、十分な熱遮蔽も必要となる。エアロキャプチャのように一気に減速する場合は、その大きな加速度にも耐えなければならない。ブレーキングなしで大気圏に突入するには、エアロシェルが必要である。世界で初めてエアロブレーキによる軌道制御に成功したのは日本の「ひてん」である。

タイトル: 軌道 (力学)
軌道(きどう、orbit)とは力学において、ある物体が重力などの向心力の影響を受けて他の物体の周囲を運動する経路を指す。

タイトル: テザー推進
潮汐力が何故発生するかについては2種類の説明がある。まず、上にある質量はより高速に軌道上を進んでいるため、遠心力によって上に引っ張る力が発生する。下にある質量は速度が相対的に低いため、下に引っ張る力が発生する。もう1つの潮汐力の説明として、細長い物体の上の方が下の方よりも重力の影響が小さいため、引っ張られる程度が上と下で異なる。地球上ではこの方式で得られる効果は微々たるものだが、宇宙空間では他に大きな力は働かないのである。このようにして得られる潮汐力で人工衛星の姿勢を安定させ、人工衛星が周回する惑星に常に同じ面を向けるようにする。単純な人工衛星はこのような方式で姿勢を制御することが多い(テザーを使わなくとも、人工衛星の形状で質量分散を図って同じ効果を得る)。また、振り子のように振動することを防ぐため、液体の入ったビンなどを搭載し、液体の動きで制動をかける。

タイトル: 重力圏
重力圏(じゅうりょくけん)とは、複数の天体が存在する系において、特定の1つの天体が及ぼす重力による影響が、他の天体による影響の総和よりも卓越する領域を指す。質量を有する物体(天体)は、その質量に比例して、周囲に空間の歪みを形成する。これが重力の正体だと信じられており、その作用の仕方は万有引力の法則として知られてきた。天体から離れた点においては、その天体から受ける重力の強さは、その天体までの距離の2乗に反比例して減少する。重力は遠距離力であって無限遠まで到達するから、1つの天体のみで重力圏を考えても意味は薄い。なお、天体に接近し過ぎてロッシュ限界に入り込んだ場合は、天体の破壊が起こり得る。

タイトル: 衝突回避 (宇宙開発)
宇宙飛行分野において衝突回避(しょうとつかいひ、英: collision avoidance)とは宇宙機が他の物体との衝突を防止する手段である。

タイトル: LUNAR-A
これは地球周回軌道の遠地点高度を高度150万km付近にまで上げることにより、地球からの重力の影響を最小限とした遠地点付近で太陽による摂動を利用して近地点高度を上げ、月公転軌道に近い軌道に探査機を投入すると言うものである。

タイトル: マーズ・エクスプロレーション・ローバー
クルーズ航空電子工学システムは、太陽センサ、スタースキャナ、ヒーターなどの機器を、フライトコンピュータに接続できるようにする。(バックアップシステムを搭載した)スタースキャナと太陽センサは、宇宙船からの位置と太陽や他の星の位置を分析することによって、宇宙船の方位を知ることができる。例えば約4億8千万km(3億200万マイル)もの旅をする宇宙船は、時々コースから外れることがあり、ナビゲータは検診に伴う最大6回の軌道修正を行なうことになっている。宇宙船を計画された正しい軌道に乗せるためには、機体に搭載された2台のスラスタ集合体(1台につき4つのスラスタを搭載)から推進剤を噴射して、機体を制御する必要がある。推進剤は、軽量でおよそ31kgのヒドラジンがアルミニウムタンクに格納されており、クルーズガイダンスや制御システムと共に宇宙船のコース修正などで使われる。

タイトル: 慣性重力波
慣性重力波(かんせいじゅうりょくは、Inertial wave)は、惑星流体(回転成層流体)における最も基本的な波動で、地球の大気・海洋で観測されて「重力波」と呼ばれるものの総称である。

タイトル: SpaceEngine
すべてが同じシードに基づいており、プログラムが実行されるすべてのコンピュータで同じシミュレートが成されているので、ユーザー間で場所を共有することができる。SpaceEngineの宇宙船モード(ベータ版)では、慣性、重力井戸、および大気圏内の航空力学をシミュレートしている。FTL航法は現実には不可能とされているが、SpaceEngineはアルクビエレ・ドライブに基いてワープ・ドライブを実装している。赤方偏移する銀河、ブラックホールによって引き起こされる重力赤方偏移、およびワープ・ドライブによって生じる理論的な赤方偏移などの領域では、光の速度に対する相対論的効果がシミュレートされる。

タイトル: マグネティックセイル
マグネティックセイル (magnetic sail) とは、提案されている宇宙船の推進方法の一つ。マグセイル (magsail) とも呼ばれ、磁気帆や磁気セイルと訳されることもある。宇宙船は磁場を生成するため超伝導ワイヤの大きな輪と、おそらく操舵または荷電粒子からの放射線の危険を下げるための補助の輪を展開する。計算上、超伝導のマグネティックセイルは質量に対する推力の割合がソーラーセイルよりも良いため、魅力的な推進技術だと考えられている。

タイトル: 宇宙軍士官学校
十五年前代理人(エージェント)と名乗った異星人(アロイス)よりもたらされた、反重力機関の事。大人の掌に乗る位の大きさで、中心にシャフト(軸)が通っており一見するとモーターに見えなくも無い外見である。そしてそのシャフト(軸)に回転力を与えると、加えられた回転数に応じて重力に反発する力(以下反重力)が生まれる。この反重力によって社会が変わった。一例としては、重量物の運搬にはそれまでの内燃機関を使ったcarrier(読み:キャリアー/運搬車)では大排気量のエンジン(主にディーゼルエンジン)と頑丈な構造が不可欠だったが、フローターコイルを使うと静止重量十トンの貨物でさえ、百分の一程度の重さになるので数百cc(軽自動車)程度のエンジンで事足りてしまうのである。

タイトル: パワーアシスト
パワーアシストとは,操作者が物体を移動しようとする際,操作する力に基づいてアクチュエータが駆動力を発生させ,操作者の負担を軽減する技術である.主に,工場における組み立てなどの産業分野や,介護やリハビリなどの福祉分野で多く用いられている.パワーアシスト装置は,装着型と非装着型に分けることができる(装着型パワーアシスト装置についてはパワードスーツを参照).非装着型では,ロボットアーム,天井クレーン,全方向車椅子,運搬台車,移乗装置,歩行訓練器など多岐にわたり,アクチュエータとして,モータ,バネ,空気圧シリンダ,油圧シリンダ,人工筋肉などが使われている.

タイトル: 逆噴射
逆噴射(ぎゃくふんしゃ)とはジェットエンジンまたはロケットエンジンの噴射の方向を進行方向と異なる向きに変えることで航空機または宇宙船の動きを制御する方法の1つである。

タイトル: Mitaka
宇宙空間を様々な角度や時間軸を変えて見ることができる他、惑星の指定した地点に降りてそこからの空の眺めを表示したり、実際打ち上げられた惑星探査機の航路を表示させたりすることができる。また地球と火星の地形データを表示させることもできる。

タイトル: 重力加速度
天体によって重力加速度は異なる。例えば月では 1.622 m/s と地球の約6分の1 (16.5 %)である。

タイトル: 恒星間航行
現実には不可能とされている。しかし、恒星間を舞台にした大規模なスペースオペラを描くためには、上記の様な数世紀単位での航法では時間が大きな問題となる場合が多い。 これを解決するため、フィクションの世界では、何らかの特殊な方法によって恒星船を光速かそれ以上まで加速させたり、実質上光速以上で航行したのと同様の効果を得たりする方式も登場する。これらは超光速航法、FTL (Faster Than Light) 航法とも呼ばれ、バリエーションが多い。広く知られた航法としては『スタートレック』や『宇宙戦艦ヤマト』等の作品に登場する「ワープ」方式がある。ただしこのワープ航法の理論や技術的根拠は、“ワープ”の語が共通する作品でもそれぞれ異なり、三次元空間を捻じ曲げて航路を短縮する方法(『ヤマト』のワープ)や、異なる空間の繭で船体を包みこんで加速する方法(『スタートレック』のワープ)などがある。

タイトル: ソフトランディング
ソフトランディング(軟着陸)とは、航空機等が、緩やかに降下し地面に着陸をすることをいう。宇宙開発においては月や火星などの衛星・惑星に探査機や着陸船をパラシュートや逆噴射などを用いて衝撃を和らげて着陸させること。反対語はハードランディング(硬着陸)。上記の意味から、景気動向の緩やかな変動の意味にも用いられる。景気循環#景気の表現の仕方も参照のこと。

タイトル: 物理学における時間
つまり、重力場が強ければ強いほど(従って、加速が大きくなるほど)、ゆっくりと時間が流れる。時間の遅れの予測は、粒子加速実験と宇宙線の証拠によって確認される。重力による時間の遅れは、太陽のような巨大な物体の近くで重力赤方偏移とシャピロ遅延の現象を引き起こす。GPSは、この効果を考慮して信号を調整する必要がある。アインシュタインの一般相対性理論によれば、自由に動く粒子は、その固有時を最大にする時空の歴史をたどる。この現象は最大老化の原理とも呼ばれ、エドウィン・F・テイラー(英語版)とジョン・ホイーラーによって、次のように記述されている。アインシュタインの理論は、宇宙のあらゆる点を「中心」として扱うことができるという仮定に基づいており、それに対応して、物理学は全ての基準系において同じように作用しなければならない。彼のシンプルでエレガントな理論は、時間は慣性系に対し相対的であることを示している。

タイトル: MASCOT (ランダー)
科学観測とともに、MASCOTの工学的チャレンジも注目される。先述の軽量、高強度の炭素繊維強化プラスチックで作られたランダー構造体による、30パーセントという高い科学観測機器搭載率の実現。小惑星という微小重力下で、錘付き回転アームを作動させることによるランダーの姿勢変更、ホップによる移動に加えて、小惑星表面の熱環境で科学探査を実行するための熱設計、そして自律制御運用などが挙げられる。

タイトル: 超光速航法
本職の工学者である石原藤夫は、自らのSF小説『ホワイトホール惑星』に登場させた「白黒穴帆型推進システム」において、ローレンツ収縮の公式とツィオルコフスキーの公式(と他の幾つかのやや強引な仮定)を元にして、「数式的に」超光速運動の原理を証明して見せた。また、石原藤夫の別の作品、太陽系を中心とした直径100光年の球殻宇宙「光世紀世界」を舞台にしたハードSF「光世紀パトロール」シリーズには「光速伸張航法」が登場する。山本弘の小説『サイバーナイト』では、極めて小さな時間単位(プランク秒未満)のうちでは物理法則が無効になるので、その時間単位内で膨大なエネルギーをつぎ込んで超光速で移動するという「跳躍航法(ジャンプ・ドライブ)」が使われている。山本の作品では、パロディも含めこの種の超光速航法が多数登場する。