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天体力学

万有引力の法則に従う
天体の運動を古典力学に
基づいて扱う学問である。
ニュートン力学から
成立した物理学の一分野であり、
また位置天文学と並び
古典天文学の一角を占める。
惑星の公転運動は主に
太陽の重力によって
支配されているものの、
他の惑星などが及ぼす重力が
摂動として無視できない
影響を及ぼすため、
天体力学ではそのような
摂動を解析的に取り扱う 摂動論が発達した。
その最も単純かつ非自明な
問題が三体問題である。
月の運動は暦の編纂や
航海術への応用という
実用的な目的のために
とりわけ精確な予測が
求められる一方で、
惑星の運動に比べ摂動が
大きく影響するため、
太陰運動論は何世代にも
渡って改良されてきた。
また天王星の観測データの
異常から海王星の存在を
予言しその位置を
予測したことでも知られる。
天体力学は軌道共鳴、
太陽系の安定性、自転軸の
歳差と章動、惑星の平衡形状、
自転と公転の同期といった
問題をも扱う。20世紀には
人工衛星・宇宙探査機の
軌道設計および軌道制御を
扱う軌道力学が派生し、
また天体力学の適用対象も
太陽系から惑星形成、
ブラックホール、そして
球状星団および
銀河などへと拡大した。



人工衛星

人工衛星とは、惑星、
主に地球の軌道上に存在し、
具体的な目的を持つ人工天体。
地球では、ある物体をロケットに
載せて第一宇宙速度に
加速させることで、
地球の重力と重力から
脱出しようとする遠心力とが釣り合い、
その物体は地球周回軌道を
回り続ける人工衛星となる。
ただし軌道上を周回し続けていても、
目的を持たない使用済み
ロケットの残骸や人工衛星の
破片などはスペースデブリとして区別される。
また、惑星以外の軌道を周回する
人工天体は宇宙探査機と呼ばれ、
一般に区別される。明らかに
人工物と分かっている文脈では、
単に衛星とも呼ばれる。



宇宙探査機

宇宙探査機は、探査機の一種で、
地球以外の天体などを探査する
目的で地球軌道外の宇宙に
送り出される宇宙機であり、
ほとんどが無人機である。
宇宙空間そのものの観測、
あるいは、惑星、衛星、太陽、彗星、
小惑星などの探査を目的とする。
現在は技術の限界から太陽系内の
探査にとどまっているが、
遠い将来は太陽系の外へ探査機を
飛ばすことを考える科学者もいる。