アルテミス計画の周回軌道の謎 / The Mystery of the Artemis Orbit

「アルテミス計画」をご存知でしょうか？ 1970年代に終えた「アポロ計画」とは異なり、月で暮らす事が目的の計画で、将来、火星への有人探査に必要な技術を確立する壮大な計画です。が、今日の主眼はそこではなく、月への「周回軌道」です。

Have you heard of the Artemis Program? Unlike the Apollo missions that ended in the 1970s, Artemis aims not just to visit the Moon but to establish a sustainable human presence there. It is an ambitious project designed to develop the technologies needed for future crewed missions to Mars. However, today I want to focus on a different aspect: the lunar orbit used in the mission.

「周回軌道」とは、惑星などの周囲を回転しながら宇宙船が移動する軌道の事ですが、疑問に感じたのは、地球を周回する時の軌道と、月を周回する軌道では逆の方向になっている点です。まるで、オートバイで 2本のパイロンを使って練習する「8の字走行」なのですが、何故？わざわざ逆の回転方向にしているのか不明だったのです。月でも同じ回転方向（順行回転）で周回するやり方でも良いのでは？ と考えたのです。しかし、その疑問は sorae ( https://sorae.info/space/20221202-nasa-artemis1.html ) を見て解消しました。

An “orbit” refers to the path a spacecraft takes as it travels around a planet or moon. What puzzled me was that the direction of the orbit around the Moon is the opposite of the direction used when orbiting Earth. It reminded me of practicing figure‑eight turns around two pylons on a motorcycle. I wondered why NASA would intentionally choose the opposite direction. Wouldn’t it be fine to orbit the Moon in the same prograde direction? My question was answered when I read an article on sorae (https://sorae.info/space/20221202-nasa-artemis1.html).

< vis  sorae >

< 青：地球、白：月、 赤：アルテミス / Blue: Earth, White: Moon, Red: Artemis >

つまり、8の字練習の様な単純な周回ではなく、月の重力と公転軌道を利用した複雑な軌道を利用して、今回の場合は、月の周囲を2回にわたって周回する軌道でした。そして、アルテミス計画では、逆の回転方向で周回するメリットは、宇宙船の姿勢制御が容易で使用燃料量が節約できるという事の様です。
因みに、オートバイで 2本のパイロンを周回する練習する場合でも、逆回転周回を利用する 8の字走行の方が姿勢を決めやすく、同じ回転方向で周回する練習の方が姿勢を決め難い特性があります。

In other words, instead of following a simple loop like a figure‑eight pattern, the spacecraft used a complex trajectory that takes advantage of the Moon’s gravity and orbital motion, allowing it to circle the Moon twice in this mission. In the Artemis program, choosing the opposite rotational direction offers benefits such as easier attitude control and reduced fuel consumption.
Incidentally, even when practicing motorcycle turns around two pylons, the figure‑eight pattern—which uses opposite turning directions—makes it easier to maintain proper posture and balance. In contrast, practicing with the same turning direction on both sides tends to make posture control more difficult.