星楽

星楽（SEIRAKU）は、天体力学の物理現象をインタラクティブに体験できる教育シミュレーションアプリです。

数楽（SUUGAKU）・物楽（BUTURAKU）・電楽（DENRAKU）・波楽（HARAKU）・熱楽（NETURAKU）に続くシリーズ第6弾。今回のテーマは「天体力学」。10のシミュレーションを通じて、宇宙を支配する力学法則の美しさと奥深さを楽しみながら学べます。

【10のシミュレーション】

▶ 軌道運動（Orbital Motion）

中心天体の重力による惑星の周回運動をシミュレーション。質量・速度・惑星数を自由に調整し、ベレ法（Leapfrog）による安定した軌道計算で、惑星の美しい軌跡を観察できます。

▶ 万有引力（Universal Gravitation）

複数の質量体が作る重力場をベクトル矢印で可視化。画面をタップしてテスト粒子を追加し、重力場の中でどのように運動するかを観察できます。ニュートンの万有引力の法則を視覚的に体感できます。

▶ 三体問題（Three-Body Problem）

3つの星が互いに引っ張り合うと、動きは一気に複雑になります。特定の配置では美しい周期軌道を描き、それ以外では初期条件のわずかな差で軌道が大きく変わる様子を観察できます。安定三角形・8の字軌道・直列配置・不安定配置の4種類から選び、重力と速度の関係を直感的に学べます。

▶ 潮汐力（Tidal Force）

月の重力が地球に及ぼす潮汐変形を可視化。月が地球の周りを公転する中で、潮汐力ベクトルと海面の膨らみ（3cos²θ - 1）がリアルタイムに変化する様子を観察できます。距離と質量を変えて、ロシュ限界の概念も学べます。

▶ ケプラーの法則（Kepler's Laws）

ヨハネス・ケプラーが発見した惑星運動の3法則を一画面で体験。楕円軌道の離心率と軌道長半径を自由に変更し、面積速度一定（第2法則）を掃過面積で可視化。近日点と遠日点での速度差も確認できます。

▶ 重力スイングバイ（Gravity Slingshot）

宇宙船が惑星の重力を利用して加速・減速するスイングバイ技術をシミュレーション。惑星質量・発射速度・接近オフセットを調整し、軌道の変化と速度ゲインを観察できます。ボイジャーやはやぶさで使われた実際の技術を体験できます。

▶ ホーマン遷移軌道（Hohmann Transfer）

内側と外側の円軌道を最少燃料で結ぶ古典的な2噴射遷移を可視化。第1噴射（Δv₁）で半楕円遷移軌道に入り、半周期後の第2噴射（Δv₂）で外側軌道に乗ります。Δv、半遷移時間、楕円離心率がリアルタイムで分かり、惑星探査機の軌道計画を体感できます。

▶ 系外惑星トランジット（Exoplanet Transit）

惑星が恒星の前を横切ることで生じる減光を、ライトカーブと共にシミュレーション。惑星と恒星の半径比、インパクトパラメータ、周縁減光（リムダーケニング）が形作るU字型の光度曲線を観察できます。ケプラー宇宙望遠鏡やTESSの惑星発見手法を体験できます。

▶ 重力レンズ（Gravitational Lens）

大質量天体（銀河やブラックホール）のそばを通る光が、時空の歪みで曲げられる重力レンズを可視化。レンズ質量や光源の位置を変えて、平行光線が焦点に集まる様子や、光源が真後ろに並んだときに現れるアインシュタイン環を観察できます。偏向角は一般相対論の値（ニュートン力学の2倍）で計算しています。

▶ 歳差運動（Axial Precession）

高速で自転する天体の自転軸が、重力トルクによってゆっくり円錐を描く歳差運動を疑似3Dで可視化。傾き・自転速度・重力トルクを調整し、自転軸が描く円錐、極星の移り変わり、歳差周期を観察できます。地球の自転軸が約25,800年で一周する現象を体感できます。

【特徴】

・全シミュレーションでパラメータをリアルタイムに調整可能

・物理公式と数値をリアルタイム表示

・ダークモード / ライトモード対応

・直感的で美しいUI

・日本語 / 英語に対応

・広告は画面下部のバナーのみ

【価格・課金について】

・本アプリは無料でご利用いただけます。

・アプリ内課金はありません。

・収益は広告（Google AdMob のバナー広告）によって支えられています。

【こんな方におすすめ】

・物理の授業で天体力学を学んでいる学生

・宇宙の法則を直感的に理解したい方

・教材として活用したい先生

・天文学や宇宙に興味がある全ての方