2025年度 (最新) 学院等開講科目工学院機械系

宇宙工学基礎

開講元: 機械系
担当教員: 中条俊大 / 中西洋喜 / 坂本啓 / 未定
授業形態: 講義
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室)
クラス: -
科目コード: MEC.M231
単位数: 200
開講時期: 2025年度
開講クォーター: 3～4Q
シラバス更新日: 2025年3月19日
使用言語: 日本語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

1) 宇宙機の軌道力学の基礎
2) ロケットの基礎理論
について講述する。

到達目標

宇宙機やロケットなどの宇宙空間での運動の数学的取り扱いを理解することを目指す。具体的には以下の内容の修得を目標とする。
1) 宇宙機の軌道力学の基礎: 二体問題、ケプラー軌道と軌道六要素、軌道変更、宇宙機間の相対運動、ランデブー、摂動方程式、GPSの基礎
2) ロケットの基礎理論: ロケットの基礎、ロケットシステム、帰還飛行

実務経験のある教員等による授業科目等

実務経験と講義内容との関連 (又は実践的教育内容)

本講義は、超小型衛星やJAXAでの深宇宙探査機等およびMHIでのロケットに関する研究開発の実務経験を持つ教育担当教員や非常勤講師がその実務経験を活かし、宇宙工学についての基礎的な教育を行う。

キーワード

二体問題、ケプラー軌道と軌道六要素、軌道変更、宇宙機間の相対運動、ランデブー、摂動方程式、GPSの基礎、ロケットの基礎、ロケットシステム、帰還飛行

学生が身につける力

専門力
教養力
コミュニケーション力
展開力 (探究力又は設定力)
展開力 (実践力又は解決力)
この科目は、学習目標の1. 【専門力】基盤的な専門力、5. 【展開力】（実践力又は解決力）基本的な問題を解決できる力の修得に対応する。

授業の進め方

宇宙機の軌道力学の基礎、およびロケットの基礎理論の問題に関して、複数の教員が交互に講義を行う。板書、ppt、ビデオ等を用い、適宜レポートを課す。
注意: 授業計画の順番は講師の都合により入れ替わる。

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	はじめに、予備知識	予備知識
第2回	二体問題	二体問題
第3回	軌道六要素	軌道六要素
第4回	軌道上の宇宙機の位置と速度	軌道上の宇宙機の位置と速度
第5回	宇宙機間の相対運動	宇宙機間の相対運動
第6回	軌道面内への移行	軌道面内への移行
第7回	軌道面外への移行	軌道面外への移行
第8回	ランデブー	ランデブー
第9回	摂動方程式	摂動方程式
第10回	軌道計画	軌道計画
第11回	ロケットの基礎	ロケットの基礎
第12回	ロケットのシステム	ロケットのシステム
第13回	帰還飛行	帰還飛行
第14回	GPSの基礎	GPSの基礎

準備学修(事前学修・復習)等についての指示

学修効果を上げるため、教科書や配布資料等の該当箇所を参照し、「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

教科書

講義資料は配布する．

参考書、講義資料等

冨田、宇宙システム入門、東京大学出版、1993
岩崎、的川、図説　宇宙工学、日経印刷、2010
半揚、惑星探査機の軌道計算入門、日本評論社、2017
Kaplan, Modern Spacecraft Dynamics & Control, Wiley, 1976.
Chobotov (ed.), Orbital Mechanics, 2nd Ed., AIAA, 1996.
D.A.Valldo, Fundamentals of Astrodynamics and Applications, McGraw-Hill
V.R.Bond and M.C.Allman, Modern Astrodynamics, Princeton Univ Press, 1996.

成績評価の方法及び基準

レポート課題（40%）および期末試験（60%）で評価する．

履修の条件・注意事項

力学、ベクトル解析、微分を十分に取得していることが要求される。