導入
Two-Line Elements ( TLE)は、地球の軌道にある物体の軌道パラメータの標準化された表現です。これらの元素は、人工衛星だけでなくスペースデブリについても NORAD とNASAによって測定および計算されています。これらはケプラーとニュートンの法則に従うため、いつでも軌道上の物体の位置を計算することが可能になります。ただし、これらのパラメーターは多数の外乱 (月と太陽の引力、大気のブレーキ、太陽風の影響など) の影響を受けるため、これらのパラメーターは定期的に更新する必要があり、有効なのは期間限定。このすべてのデータはCelestrak の Web サイトから一般の人々にアクセスできます。これらは多くのアマチュア、衛星観測者、アマチュア無線家によって使用されています。衛星追跡プログラム (Seesat5 など) が多数あり、それらを利用して衛星の通過を予測できます。
この形式はパンチカードの時代に遡り、NASA/NORAD モデルSGP4 (Simplified General Perturbations Satellite Orbit Model 4) のFORTRANプログラムで使用されていました。これには、固定長フィールドを含む 69 文字の 2 行が含まれます。これらのパラメータには、物体の識別、測定条件 (日付、軌道番号)、および軌道パラメータそのもの (軌道を記述するには 6 つのパラメータが必要です) が含まれます。
TLEの説明
次の例は、 国際宇宙ステーションからの TLE の例です (ピンク色の列番号は TLE の一部ではありません)。
ISS (ザリヤ) 1 25544U 98067A 10035.38351289 .00015217 00000-0 10103-3 0 5145 2 25544 51.6448 192.5852 0010686 280.9766 159.7494 15.75649593642556 1 2 3 4 5 6 123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123456789
パラメータの意味は以下の通りです
行 1: フィールド列の内容例 1 01-01 行番号 1 2 03-07 衛星番号 25544 3 08-08 分類 (U=未分類) U 4 10-11 国際指定子 (打ち上げ年の下 2 桁) 98 5 12- 14 国際指定子 (その年の打ち上げ番号) 067 6 15-17 国際指定子 (打ち上げの部分) A 7 19-20 エポック年 (西暦の下 2 桁) 10 8 21-32 エポック (その年の日と端数) 1 日の部分) 035.38351289 9 34-43 平均運動の 1 回目の微分値 .00015217 10 45-52 平均運動の 2 回目の微分値 (小数点を仮定) 00000-0 11 54-61 BSTAR 抗力項 (小数点を仮定) 10103 -3 12 63-63 数値 0 (本来は「エフェメリス タイプ」であるはずです) 0 13 66-68 要素番号 514 14 69-69 チェックサム (モジュロ 10) 5行 2: フィールド列の内容例 1 01-01 行番号 2 2 03-07 衛星番号 25544 3 09-16 傾斜角 [度] 51.6448 4 18-25 昇交点の赤経 [度] 192.5852 5 27-33 離心率 (小数点推定) 0010686 6 35-42 近地点引数 [度] 280.9766 7 44-51 平均異常 [度] 159.7494 8 53-63 平均運動 [1 日あたりの回転数] 15.75649593 9 64-68 エポックの回転数 [回転] 255 10 69-69 チェックサム (モジュロ 10) 6
スペースデブリの中には、2008 年 11 月 18 日に船外活動中にハイデマリー ステファニシン パイパー (STS-126) が紛失したツールキットにも TLE があります。
ISS DEB [ツールバッグ] 1 33442U 98067BL 09215.54829407 .13008691 12713-4 15349-3 0 3986 2 33442 051.6268 036.9885 0007699 292.6234 072.1 768 16.49476607 40751 1 2 3 4 5 6 123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123456789
このタイプの TLE を使用すると、アマチュアは空にあるこのマグニチュード 6 (8?) の小さな天体を見つけて写真を撮ることができます。
パラメータの説明
行番号 (1 または 2) の直後に、最初に識別パラメータが表示されます。
- カタログ番号
- これはオブジェクトを一意に識別するもので、NORAD または USSpaceCom 番号と呼ばれます (パラメーター 1.2、2.2 の2行目に含まれます)
- 表示
- オブジェクトが機密ではないことを示す文字 (「未機密」のような「U」) (パラメータ 1.3)
- 国際指定
- 打ち上げ年(1.4)、その年の打ち上げ番号 (1.5)、およびこの打ち上げのオブジェクトの番号 (パラメータ 1.6) を与える 3 つのパラメータ。
T+1 でのオブジェクトの位置を決定できるようにするには、時間 T での 6 つのパラメーターを知る必要があります。たとえば、その位置 (x,y,z) とその速度(x’,y’,z’) ）。 TLE は別の参照フレームを使用します。
- 中程度の動きと偏心
- 1 日あたりの回転数で表される平均移動(パラメータ 2.7) と離心率(パラメータ 2.5) により、楕円のサイズと形状が設定されます。
- 昇交点、近地点の傾きと位置
- 昇交点 (パラメータ 2.4)、傾斜角 (パラメータ 2.3)、および近地点の位置 (パラメータ 2.6) により、空間内の楕円の位置が決まります。
- 平均的な異常
- 平均的な異常により、物体が軌道上に位置します。
- 測定の瞬間
- 年、日、およびその日の小数部 (パラメータ 1.7 および 1.8)
他のパラメータでモデルを改良する
これらのパラメータが最近のものであれば、1キロメートル程度 (300 キロメートル、つまり 0.2 度) の精度で物体の位置を特定することが可能になります。