2017年12月25日

「キャプテン・アース」の合体シーンを実行した場合、三衛星「天海道」が衝突する可能性と、その“解決法”について

個人的に膝を打ったのでまとめ。 本編の内容はさておき、あの近年稀にみる合体シーンの裏に、針の穴を通すような無茶()が潜んでいることが分かりました。 合体チャンスは90分に一度だけと言う結果に。 キルトガングが如何に空気を読んで出現していたかがわかる結果となりました() 続きを読む
7

発端は、いつものごとく「キャプテンアースの合体シーンが格好いい」と言う持病の発作から、YouTubeのコメント欄に「衛星を縦に同期させたら衝突する」と言うマジレスを見たことによる。

雪梟@C99一日目木曜日[や-30b]甲1 @GufoNeve

youtu.be/emdKU0XgxHk (´・v・)アニメとしての脚本はさておき、00:35あたりから合体終了までのBGMは銀河美少年を超える格好良さなんだよね。めっちゃ出撃シーン捗る。

2017-12-15 14:21:40
拡大
雪梟@C99一日目木曜日[や-30b]甲1 @GufoNeve

(´・v・)そう言えばキャプアスの合体シーン。「静止軌道に乗ってるのに、公転周期を合わせたら衝突する」ってコメントがちらほら見えるんだけど、あれ速度の他に衛星本体の質量も関係するから、一概に衝突するとは言えないんじゃないかなぁ……。詳しい人教えて。

2017-12-16 16:22:16
雪梟@C99一日目木曜日[や-30b]甲1 @GufoNeve

(´・v・)あと高低差があるから、外見上公転周期が同期してるけど、軌道速度そのものは下<中<上の順に違うはずなのよね。しかもロケットの場合放物線で軌道投入するから、垂直方向じゃなくて斜め方向に投げてるはずなのよな。そんなら角度を変えるだけでサテライトチャンバーは構築できる。

2017-12-16 16:25:52
雪梟@C99一日目木曜日[や-30b]甲1 @GufoNeve

(´・v・)……はずだけど、宇宙は正直全くの素人だからわからん。宇宙に詳しい人教えて。

2017-12-16 16:27:40
M-鈴木 甲24 @kapitan_black

@GufoNeve 2つの衛星が静止衛星軌道(に限らず、一見同一の軌道に)乗っている場合、わずかな軌道速度の差で遠地点がずれ、結果として相対的に大きな運動を生じます。それは同じ軌道面にあったとしても前後上下の両方に生じるずれであり

2017-12-17 01:38:26
M-鈴木 甲24 @kapitan_black

@GufoNeve その過程で軌道が交差する可能性が高いといえます。さらに、前述の例は「周期が全く同じ=楕円長軸長が全く同じ」を仮定していますが、それが違えば更に厄介な問題=周期差による衝突の可能性すら生じてしまいます

2017-12-17 01:40:02
M-鈴木 甲24 @kapitan_black

@GufoNeve もっと言えば、遠地点が異なれば完全な回転楕円体ではない地球を周回する以上、極方向への摂動も生じます。これは軌道面の微妙なずれを生じます。衛星同士の引力が相対速度との関係で、すれ違う距離が衛星半径より近ければ衝突します

2017-12-17 01:42:16
M-鈴木 甲24 @kapitan_black

@GufoNeve 天体同士の衝突か、相互に回り込むかは(お互いの有する大気の影響を無視できるならば)ロシュの限界を無視できる条件を前提として天体運動の重心である点同士の距離と、天体同士の半径の合計のどちらが大きいかです。

2017-12-17 01:44:09
雪梟@C99一日目木曜日[や-30b]甲1 @GufoNeve

@kapitan_black ヾ( ゚v゚)ノ先生ありがとうございます! 無学故半分くらいしか理解できてないんですが、つまり「件の状況だとやっぱり衝突する」って事なんでしょうかね……?

2017-12-17 08:53:52
M-鈴木 甲24 @kapitan_black

@GufoNeve 作品を見ていないので具体的シチュエーションがわからないけれど 摂動や軌道の同期のずれを考慮して数km単位で離れていない限り、同一軌道近接位置に配置するなら衝突防止にはテザー化するべきだと思う。

2017-12-17 08:59:13
M-鈴木 甲24 @kapitan_black

@GufoNeve お互いに回りあう様に運動速度差をつけて、ケーブルで繋ぐことで共有重心を巡るワイヤーで繋がった回転体として挙動する。そうすれば(万が一ケーブルが切れて離れ離れになるとナニだけど)衝突が無い同一軌道上の衛星というより1つの衛星として維持できる。まあ、ならいっそドッキングしろになるかw

2017-12-17 09:01:45
雪梟@C99一日目木曜日[や-30b]甲1 @GufoNeve

@kapitan_black (´・v・)スレッド元の動画で件のシーケンスは見られるんですが、肝の場所だけスクショにて。 本作のロボは全高10m程度のコアロボを地上から化学ロケットで打ち上げて、三つの衛星を通過しながら、下半身、上半身、頭部を順に合体させていくのですが、その衛星の動きが問題でして…… pic.twitter.com/PogOdm75CK

2017-12-17 09:27:59
拡大
拡大
拡大
拡大
雪梟@C99一日目木曜日[や-30b]甲1 @GufoNeve

@kapitan_black (´・v・)地上打ち上げロケットから分離した時から、一段目(下半身)合体後二段目に移動する際のスクショなんですが、衛星がかなりデカいんですよね……。あと初段分離時の構図的に、斜め方向の軌道投入角なのかなと…… pic.twitter.com/1kmaxyne4q

2017-12-17 09:31:23
拡大
拡大
拡大
拡大
雪梟@C99一日目木曜日[や-30b]甲1 @GufoNeve

@kapitan_black (´・v・)合体の度にこの衛星三つの合体用トンネルを一直線に繋げる必要があるんですが、必然的に公転軌道が同期する事になるんじゃないかって問題になってます。

2017-12-17 09:33:19
M-鈴木 甲24 @kapitan_black

@GufoNeve 3つの衛星が重箱のように上下に重なった位置にあるのですね?

2017-12-17 10:03:35
M-鈴木 甲24 @kapitan_black

@GufoNeve その位置関係を自然な軌道運動の状態で維持するのは不可能です。周期が一致する場合、楕円軌道の長軸長が同じになる=どこかで上から順にABCであるなら機動の反対側ではCBAの並びになってしまいます。

2017-12-17 10:05:44
M-鈴木 甲24 @kapitan_black

@GufoNeve そうなれば、通常はテザー化して3つがハンドスピナーの様につながった状態で回転して遠心力を付与させて安定化させておいて、運用時に推力で位置関係を一時的に変化させたほうがよほど早い

2017-12-17 10:07:38
M-鈴木 甲24 @kapitan_black

@GufoNeve そもそも、地上の発射施設から見て常に直上空にある=発射基地が赤道上に無い限り、本当は直上ではなく、南の上空にある衛星を目指して発射することになります。

2017-12-17 10:09:08
M-鈴木 甲24 @kapitan_black

@GufoNeve (これは静止衛星軌道にある場合です。もしもっと低軌道の衛星だというなら、ロケットの合体は90分に1回です) 最初の衛星に突入する前の段階で斜めに上昇するのは、赤道面の衛星に突入するなら当然です。加えて

2017-12-17 10:11:41
M-鈴木 甲24 @kapitan_black

@GufoNeve 地上から高度36000kmにある静止衛星軌道の角速度に合わせるために必要な東方向への加速も生半可なものではありません。簡単に計算できると思いますが。地球の中心から6400kmの位置の速度は1700km/h弱、日本の緯度だと1400km/h弱なのに対して

2017-12-17 10:16:44
M-鈴木 甲24 @kapitan_black

@GufoNeve 静止衛星軌道では11200km/h弱です。その分の加速も必要になります。 もしもこれが低軌道の衛星に向けての発射だった場合、公転軌道方向への加速は実に2倍に達します。斜めの加速どころではなく、ほとんど真横への加速を暫く強いられます

2017-12-17 10:22:46
M-鈴木 甲24 @kapitan_black

@GufoNeve なので、まず目標となる3衛星(それぞれが画面を見る限り1kmも離れていないとして)の軌道が静止衛星軌道なのか低軌道なのか?発射がどのくらい制限されているのかが知りたいところ もし衛星が複数組存在するなら極低軌道に乗せて15setも用意すればチャンスは6分に1回になります。

2017-12-17 10:25:23
M-鈴木 甲24 @kapitan_black

@GufoNeve もし衛星が受け入れの度に推進剤を消費するとしても、より大きな問題があるので霞みます。ロケットが通過するたびに、ロボットのパーツをパージし、その時に多分運動量の移動があるのでは?

2017-12-17 10:27:35
残りを読む(34)

コメント

M-鈴木 甲25 @kapitan_black 2017年12月26日
一応、補足しておきます。 90分に1回と書きましたが、これにはある程度の前後幅が存在します。3衛星が一体となって公転しているのであれば、ブースターの能力により若干最適位置から前後にずれていても強引な加速での同期は不可能ではありません。ましてや低軌道へのペイロード投入ですので若干の無理は効くのではないでしょうか?
1
M-鈴木 甲25 @kapitan_black 2017年12月26日
それと、発射後横方向への加速により衛星とほぼ同期してしまえば、衛星からの視点で言えばロケットの軌道はまっすぐ上がってくる様に見えます。(東進方向への加速、位置が合う位置まで進出して再加速(加速か減速かは状況次第)、南進分は逆方向に向けての減速噴射が必須) 同期してしまえば、真上を向いて加速することで劇中の姿を実現出来るわけです。
1
雪梟@C100日曜東タ-02a @GufoNeve 2017年12月26日
kapitan_black ヾ(´・v・)ノ補足ありがとうございますー! 結果的に衛星の中心軸を貫通できれば良い訳ですし、合体後の軌道修正は余裕もってできますものね。客観的には衛星の軸に併せて斜め方向に飛んでいる訳ですが、そりゃぁ衛星側からみると垂直に飛んで見えますよね……
0
雪梟@C100日曜東タ-02a @GufoNeve 2017年12月26日
(´・v・)。oO(どうせ低軌道で軸線を同期させるなんて高度な芸当ができるんだから、この合体シャフトを砲身に転用した「多段加速式軌道レールガン」とか「粒子加速砲」とかも出来そうだけどなぁ)
0
ちいさいおおかみ〜クリアカード編〜 @siu_long 2017年12月27日
きちんとした科学的考証をダメにするのは何時も電撃でありメディアワークスなんだよなぁ。
1
3mのちくわ(20禁) @tikuwa_zero 2017年12月27日
そもエクステンドパーツを何で3分割して衛星基地に保存する必要があるん?と考えた結果、「合体するのがカッコイイからだ!」以外に特に理由が思いつかず、科学考証とかすぱーんと諦めて見てた当時www
1
3mのちくわ(20禁) @tikuwa_zero 2017年12月27日
コクピットを含めた四つのパーツに分解される点、突然パーツが飛んできて合体ではなく、分割されたパーツが徐々に組み上がって巨大ロボになる点など、各エクスパンドの分割ラインやシークエンス的には、OVA版ゼオライマーのオマージュなのかなとか考えた事はあります。尚、ゼオライマーの分割に関しては、地下秘密基地に格納するための格納形態という事になってます。
1
雪梟@C100日曜東タ-02a @GufoNeve 2017年12月27日
tikuwa_zero (´・v・)あれは間違いなくゼオライマーを現代風にアレンジしたものであるのに異論ないですねw まぁ、わざわざ合体させる意義について論じるのはそれこそ野暮として、実際にあの3衛星貫通を実現する方法がわかったのは僥倖でした。
0
3mのちくわ(20禁) @tikuwa_zero 2017年12月27日
GufoNeve ですよねw あと、こういう肯定的な考察は凄く好きなので、まとめ本文読むのがすっげー楽しかったです!ありがとうございました!
1