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2015年10月29日 (木)

JAXAのデータではやぶさ/スイングバイの視位置を予測する

最新の位置予測があったので懲りずにまた書きました。

  「
はやぶさ2の位置光度予測図(11月22日版)

要するに下記の内容はぜんぜん役にたたないことがわかりました
(^^;;

--------

さきほど「(NASA JPL) Horizons Web Interface 」のデータをもとにして「はやぶさ2のスイングバイを東京で見たら - 位置予測の試み」の記事を書きました。

書いたのいいのですが、そのあとJAXAの「はやぶさ2地球スイングバイ軌道データ」のデータ(「JAXA はやぶさ2プロジェクト - 「はやぶさ2」の地球スイングバイについての情報を公開します! 」から取得できます)をもとに位置を計算してみたら「(NASA JPL) Horizons Web Interface 」のデータとまったく違っていました。あせってうろたえいろいろ書いてしまったのですが、その後いろいろやっていたらまったく違っているということではないようです。

----

なお本気で撮影したいという方は私の駄文より次の記事が参考になると思います。

  
日本惑星協会
     -
2015年12月03日「はやぶさ2」地球スイングバイの観測について(東京を基準として解説したもの)

  「
星の子館 - 天文台
     - 2015年12月3日の「はやぶさ2地球スイングバイ」観測キャンペーン

  撮影計画をたてるときは次の二つをご覧ください。

    「
2015年12月3日の「はやぶさ2」地球スイングバイの観測について(参考情報 その1)
    「
2015年12月3日の「はやぶさ2地球スイングバイ」観測キャンペーン(観測の参考情報 その2)
  

HORIZONSからは任意の観測地での視位置を求められますのでそれを星図に追記すれば位置予測図は完成します。一方JAXAのデータは視位置ではなく“地球中心J2000赤道面基準慣性座標系での位置X,Y,Z座標”で与えられますのでそこから視位置を計算する必要があります。

計算の方法をざっと書くと

  観測地の地球上の直交座標を求めます。
  計算対象となる時刻の恒星時を求めます。
  地球上の直交座標と恒星時から観測地の赤道直交座標を求めます。
  観測地に対するはやぶさ2の赤道直交座標(つまり観測地に対する相対位置)を求めます。
  はやぶさ2の(観測地に対する)赤道直交座標を視位置に変換します。

“卯酉線曲率半径”とかふだん見慣れないものが出てきてこれはけっこう面倒と言えば面倒なのですが、これとほとんど同じ計算を掩蔽予測の計算でやっていますので、それを流用すれば新たにExcelのシートを作る必要はありません。
厳密にいうとJ2000.0の春分点と赤道を使っているのか瞬時の春分点と赤道を使っているのかが問題になりますが、今回はそこまでの精度は要求されない(=意味がない)のでそこは適当に省略します。
誤差評価をちゃんとやっていませんが、観測地の座標はできるだけきちんとした方が安全でしょう。はやぶさ2は地球にかなり接近しますので。

このあたりの計算をやってみたい方には

  「長沢工「天体の位置計算」地人書館


をお勧めします。 私の記事であれば

  「恒星の位置計算 - ヒッパルコス星表の使い方から大気差の計算式まで

あたりが少しは参考になるかもしれません。

-------

特定の時刻についてJAXAのデータから視位置を計算してみたらHORIZONSの視位置とまったく違っていたのでうろたえたのですが、位置予測図を作ってみたらちょっと違っていました。

JAXAのデータから作った(東京での)視位置です。
Hayabusa2tokyo9053521jaxa
データは「JAXA はやぶさ2プロジェクト - 「はやぶさ2」の地球スイングバイについての情報を公開します! 」から10月29日に取得したものを使わせていただきました。


ご覧のとおりはやぶさ2はオリオン座を突っ切るような形で移動しておりHORIZONSの位置予測とそんなに変わりません。


(NASA JPL) Horizons Web Interface 」の位置予測と重ねてみます。
Hayabusa2tokyo9053521horizonsjaxa


スイングバイする人工天体の位置予測としてはけっこう一致しているといえるのではないでしょうか。

ただこの二つの経路には大きな違いがあります。それは通過時刻です。
9分くらい違います。これはずいぶん大きな違いで同じ時刻の位置を比較したらとんでもない違いになります。これが私が“うろたえた”原因です。

小惑星2015 TB145の位置予測記事のまとめ」にもあるのですが、2015 TB145の位置予測は毎日更新されていて、しかもそのたびにちょっとずつ変化しているのですが、経路図を書くと違いがよくわかりません。これも通過時刻だけが変化しています。

天体の軌道というのはそういうものなのかもしれません。

さてどっちが正しいか?というのが問題です。常識的に考えると“本家”のJAXAが正しそうですが。

こういう場合実際に観測してどっちが正しいか見極めたくなるわけですが、「はやぶさ2のスイングバイを東京で見たら - 位置予測の試み」でもふれたようにこういうときの人口天体はとても暗いらしくさすがにそれは難しそうです。

その後調べてみたらいろんな話は

  「
JAXA - ようこそ PLANET-B 『のぞみ』 の世界へ  - Swing-by 地上からの撮影画像

が元ネタみたいです。はっきりそうとは書いてありませんが、このときは10か所以上の観測施設が狙っていたが成功したのは一か所(望遠鏡は60㎝反射)だけだったということのような....


なお“スイングバイのときの”とは書いていますが地球最接近の瞬間は日本からは地平線下になり見えません(地平線下じゃないとしても日陰に入っているので見えませんが)

--------

関連

  「はやぶさ2のスイングバイを東京で見たら - 位置予測の試み
  「JAXAのデータではやぶさ2の視位置を予測する」 (この記事)
  「
はやぶさ2の位置光度予測図(11月22日版)

他の(位置・時刻)予測記事

  「
カテリナ(カタリナ)彗星が待ちきれない - 11月の位置予測図
  「
アルデバラン食出現時刻早見地図(全国版、2015年11月26日)
  「
2015年月面X予測
  「
スペースデブリWT1190Fはここから降ってくる - 写真版位置予測図
  「はやぶさ2のスイングバイを東京で見たら - 位置予測の試み
  「東京でカノープスを見るには?

  「
小惑星2015 TB145の位置予測のまとめ」 
  ラブジョイ彗星の位置予測と見つけ方のまとめ - 2015年1月~2月

参考

  「JAXA はやぶさ2プロジェクト - 「はやぶさ2」の地球スイングバイについての情報を公開します!
  「(NASA JPL) Horizons Web Interface

関連

  「
恒星の位置計算 - ヒッパルコス星表の使い方から大気差の計算式まで
  「
過去記事の一覧(天文計算、測定、電子工作)

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人工天体」カテゴリの記事

コメント

軌道計算ってこんなにも複雑なんですね( ;´Д`)
でも計算出来ると楽しみがかなり増えそうです(≧∇≦)

平日のこの時間帯にカメラを動作させる装置が欲しくなってきました、、、

見える方向が変化すると思ったら、大きく変わるのは時刻の方なんですね。
スイングバイは加速(や減速)が目的なので速度予想のほうが難しいのかも、と考えてしまいました。
打ち上げ3分後にはほとんど見えなくなってしまったはやぶさ2、あんなに小さいものは天体望遠鏡を使っても見ることは無理なんだろうなと簡単に想像つきます。
闇夜に偶然の反射を捉えるために準備(セッピーナさんのブログをよく読んで)はしておこうと思います^^。

>惑さん
ほよほよさんのコメ返と同じですが、計算しているのはJAXAでありNASA JPLであるわけですが、それから視位置を求めるのも一仕事ですね。
ただ、これまでいろんなことをやってきたので、最近は何か新しいことを計算するにしてもほとんどこれまでのものの流用で済みます。やっぱり、こつこつ、ちまちま、とやっていくのが大事なんじゃないでしょうか (^^;;
確かにダメ元でもカメラを向けておきたいですね。
もし写っていたら天下を取ったような気分になれるんじゃないでしょうか (^^)

>ほよほよさん
はい、この経路は変わらないが時刻が変わる、というのは何かそうなる理由がありそうな気がします。
2015 TB145の位置予測の変化にもそういう傾向がありますから。
もっともどちらもたまたまそうなっているのかもしれませんが (^^;;
15、16等級で移動しているとなると20㎝をもってしても難しそうですね。
やっぱり偶然の反射狙いでしょうか。
せっかくだからスイングバイのときくらい太陽電池パネルの反射が日本の方を向くようにしてくれたらいいのに、とか勝手なことを考えています (^^;;

はじめまして、rockeccoともうします。

JAXAデータが公開されて、
これまでロケットの位置計算を掲載していたので、
はやぶさ2のスイングバイも載せてみようと思い、プロットするプログラムを組んでみましたが、

どうも計算が合わないと思い、さまよっていたところ、このページにたどり着きました。

記事内にある 視位置ではない という部分を読んで間違えに気がつき、
その部分を計算しなおしたところ、
なんとなく、計算結果と同じ軌道が描かれているので、問題なさそうかなと安心(?)しております。

あとは、写るか写らないか分からないこの物体が撮れれば天下取りですね!
がんばりましょう。

事後で大変恐縮ですが、このページを紹介させていただきましたm(_ _)m

コメントいただき、またリンクまでしていただきありがとうございます m(._.)m
これ、単なる天体でなくて何度か軌道修正するようなので追いかけるのがたいへんですね。
次の予測図は作るとしてももう直前にしようかと思っています。
確かにこれが撮れたら一生分の運を使い果たしたくらいの快挙じゃないでしょうか (^^)
あきらめたらそこで終わり、が座右の銘(?)なんですが、さすがにこればかりは... (^^;;

お久しぶりです。
天気が微妙でしたが、「はやぶさ2」の撮影はどうでしたか?

「はやぶさ2」にとっては、1年ぶりの帰郷でしたね。
これで、行き先が「りゅうぐう」だと知ったことでしょう。
1年前、地球出発時点では、名前は小惑星(162173)1999 JU3でしたから。

でも大変です。
「はやぶさ2」に公転エネルギを分けたので、地球の公転速度が遅くなってしまいました。
公転速度が遅くなった分、太陽に近づいてしまいます。
地球温暖化に拍車がかかる? (^-^;

ちなみに、自転は少しだけ早くなったはず。

今回は北極星という絶好の目印があったのですが、雲量95%といった状態で手も足も出ず、見えた、撮れたツィートされるのを指をくわえて見ていました。
まあ、晴れたけど撮れなかった、というのよりはくやしさが小さいかもしれません (^^;;
それにしても一発勝負の天文イベントは疲れます。

「一発勝負の天文イベント」は、なかなか難しいようですね。

「はやぶさ2」は、2020年まで戻ってきません。
5年待ちですか。ため息が出ますね。
「はやぶさ2」も、カプセルはオーストラリアのウーメラ砂漠に落とすようですね。
ただ、「はやぶさ」とは違い、本体は地球を掠めて飛行を続けるはずですから、もしかすると、観測のチャンスがあるかもしれませんね。

まあ、「はやぶさ」も当初の予定では地球に突っ込むはずではなかったのですが、ほぼ全てのミッションに失敗し、満身創痍でしたから、あれ以上の飛行を継続することは不可能だったのでしょう。

それにしても、「はやぶさ」は凄かったですね。
ほぼ全てのミッションに失敗したということは、逆に言えば、全てのミッションに挑戦できたということ!
失敗はしたけれど、そこから得られた経験は、非常に貴重なものだったはずです。
マスコミは、「大成功!」と評価していますが、科学音痴のマスコミの評は無視し、価値ある失敗を積み上げた「はやぶさ」計画に拍手を送りたいと思います。


セッピーナ様が、5年後に「はやぶさ2」の撮影に成功することを期待しています。

JAXAが公開しているデータから視位置を求めるのですが、今回は確信の持てる結果が得られなかったのが最大の課題です。けっきょく人様のデータで確認しながら撮影計画を立てるはめになりました。
じつは私ははやぶさ2のプロジェクトにはあんまり興味がありません。
小惑星が近づいたから撮るとかスペースデブリが降ってきそうだから撮ろうとかそういうノリです (^^;;
天文ファン(?)の方がご覧になったら怒られるかも....

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