astrodynamics-mcp

astrodynamics-mcp

あらゆる MCP 対応 LLM クライアント（Claude Code、Cursor、ChatGPT desktop、 カスタムエージェント）に、信頼できる軌道力学ツールを提供する Model Context Protocol サーバーです。TLE/SGP4 の軌道伝播、 ランベール問題の求解、地上局へのアクセス、時間尺度と座標系の 変換、ポークチョップスキャン、B プレーンターゲティング、衛星メタデータに対応しています。 さらにオプションの追加機能を使うと、NASA GMAT によるミッションの完全な実行（[gmat]）、 NASA SPICE / NAIF カーネルのクエリ（[spice]）、軌道の可視化（[viz]）も行えます。

理由

LLM は軌道力学の概念をうまく推論できますが、数値計算はできません。軌道伝播や ランベール問題の求解、SPICE 暦の照会は行えません。astrodynamics-mcp を使うと、 あらゆる MCP 対応クライアントに信頼できるツールを組み込めるため、LLM は数値を捏造する代わりに、 検証済みの上流ライブラリを呼び出します。すべての結果には単位が明示されます。また、各ツールの説明は Inspect AI eval suite を用いて調整されています。このスイートでは、LLM が適切なツールを選択し、正しい 引数を設定できるかを測定します。

ツール

ツール	機能	使用ライブラリ
tle_lookup	NORAD ID、名前、グループを指定して最新の TLE を取得します。デフォルトでは CelesTrak、または Space-Track から取得します。	CelesTrak gp.php API · Space-Track †
sgp4_propagate	UTC ISO 8601 エポックにわたって、TEME / ICRF / GCRS / ITRS / CIRS で TLE を伝播します。	sgp4
lambert_solve	ランベール問題を解きます。複数周回の解を列挙でき、必要に応じて 2 インパルスの Δv を算出します。	lamberthub
access_windows	指定した期間における地上局／観測者からのアクセス時間帯と、AOS / LOS / 最大仰角を取得します。	skyfield
time_convert	UTC / TAI / TT / TDB / UT1 / GPS / TCB / TCG を、ISO / JD / MJD / J2000 秒 / Unix 形式間で変換します。	astropy.time
frame_transform	ICRF / ITRS / GCRS / TEME / CIRS / TIRS / IAU 惑星固定座標系間で状態ベクトルを変換します。	astropy.coordinates
porkchop	惑星間遷移の（出発 × 到着）Δv / C3 グリッドを、ASCII 等高線図、要約、または全出力で表示します。	lamberthub + JPL Horizons
bplane_target	双曲線フライバイの B プレーン要素を計算し、インパルスによるターゲティングを行います。	内製、JPL Horizons データを使用
satellite_metadata	NORAD ID に基づき、物理情報と来歴メタデータ（質量、寸法、COSPAR ID、打ち上げ、運用者、軌道離脱状況）を取得します。	ESA DISCOSweb †

† 認証情報が必要なデータソースです。stdio トランスポートでは環境変数として、HTTP ではセッション初期化時の _meta ブロックに認証情報を渡してください。詳しくは 認証情報を参照してください。 必要な認証情報を指定せずにツールを呼び出すと、黙って失敗するのではなく、型付きの CredentialRequiredError が返されます。

GMAT ツール（オプションの [gmat] エクストラ）

[gmat] エクストラをインストールし、ローカルに NASA GMAT をインストールすると、実際の GMAT ミッションを実行するためのツールがさらに 5 つ登録されます （それ以外の場合は非表示です）。

ツール	機能	基盤
gmat_run_mission	GMAT ミッション全体を実行し、解析済みの概要、レポートデータ、大きな出力への参照を返します。	gmat-run
gmat_sweep	ミッションのパラメーター・スイープとモンテカルロ（グリッド／サンプル／モンテカルロ／ラテン超方格）を実行します。	gmat-sweep
gmat_execute_script	エスケープハッチとして、生の GMAT スクリプトテキストを実行し、レポートをそのまま返します。エンジンのエラーはデータとして返されます。	gmat-run
gmat_validate_script	スクリプトを実行せずに構文解析と検証を行い、エラー、警告、リソース／コマンドの構造を返します。	gmat-run
gmat_read_run_artefact	前回の実行で生成されたファイルの生テキストを読み取ります（エフェメリスや、インライン表示には大きすぎるレポートなど）。	実行レジストリ

SPICE ツール（オプションの [spice] エクストラ）

[spice] エクストラをインストールすると、NASA NAIF の CSPICE を spiceypy 経由で利用するツールがさらに 7 つ登録されます（それ以外の場合は非表示です）。カーネルをプロセス全体で共有される プールに読み込み、プール内のデータを照会します。

ツール	機能	基盤
spice_load_kernel	ローカルパスまたは NAIF の https URL（許可リストに登録され、キャッシュされます）からカーネルをプールに読み込みます。メタカーネルの場合は、そこに記載されたすべてのカーネルを読み込みます。	spiceypy · NAIF
spice_list_kernels	現在プールに読み込まれているカーネルを、オプションでカテゴリを指定して一覧表示します。	spiceypy
spice_unload_kernel	spice_load_kernel が返した name で、読み込み済みのカーネルを削除します。	spiceypy
spice_state	読み込み済みの SPK カーネルを使用し、1 つ以上のエポックにおける観測対象に対するターゲットの位置／速度を取得します。	spiceypy (SPK)
spice_frame_transform	カーネルで定義されたフレーム間でベクトルを回転します。特に地球以外の天体固定フレームに対応し、回転行列を返すこともできます。	spiceypy (FK / PCK)
spice_body_parameters	読み込み済みの PCK カーネルから、天体の半径、GM、極／本初子午線の向きの定数を読み取ります。	spiceypy (PCK)
spice_time_convert	読み込み済みの LSK／SCLK カーネルを使用し、カーネルで定義された時刻系 ET／UTC／SCLK 間で変換します。	spiceypy (LSK / SCLK)

カーネルモデル、NAIF の URL からの読み込み許可リスト、およびプロセス全体で共有されるプールの 信頼境界については、SPICE 統合 ページで説明しています。

可視化ツール（オプションの [viz] エクストラ）

[viz] エクストラをインストールすると、matplotlib（静的 PNG プロット）と姉妹ライブラリの gmat-czml（CZML エクスポート）を基盤とするツールが 4 つ追加で登録されます。それ以外の場合は表示されません。各ツールは数値の要約と合わせて画像を添付ファイルとして返すため、テキストのみのクライアントでも回答を得られます。

ツール	機能	基盤となるもの
plot_ground_track	衛星の地表直下点の軌跡を、経度／緯度の経緯線を重ねた PNG として描画し、緯度／経度の範囲を併記します。	matplotlib
plot_trajectory	軌道または遷移弧を、天体を中心とする 2D または 3D の PNG として描画し、弧の長さと近点・遠点を併記します。	matplotlib
plot_porkchop	完全な porkchop グリッドの結果からポークチョップ C3 等高線を PNG として描画します。再計算は行わず、最適なセルをマークします。	matplotlib
czml_trajectory	軌道を Cesium 3D クライアント向けの CZML ドキュメントとしてエクスポートし、埋め込みリソースとして返します。	gmat-czml

添付ファイルのモデル（構造化された要約とともに追加される PNG ImageContent／CZML EmbeddedResource）と、それぞれの形式を表示するクライアントについては、 可視化 のページで説明しています。

入出力の完全な JSON スキーマは、ドキュメントサイトの ツールリファレンス ページにあります。

クイックスタート

インストール：

uv tool install astrodynamics-mcp            # or: pipx install astrodynamics-mcp
uv tool install "astrodynamics-mcp[gmat]"    # adds the GMAT mission tools (needs a local GMAT install)
uv tool install "astrodynamics-mcp[spice]"   # adds the SPICE tools (pulls spiceypy / bundled CSPICE)
uv tool install "astrodynamics-mcp[viz]"     # adds the visualisation tools (pulls matplotlib / gmat-czml)

Claude Code

Claude Code の MCP 設定に追加します。

{
  "mcpServers": {
    "astrodynamics-mcp": {
      "command": "astrodynamics-mcp",
      "args": ["stdio"]
    }
  }
}

Claude Code を再起動します。チャットで次のように入力します。

あなた： 高度 250 km の円軌道 LEO から GEO へのホーマン遷移に必要な Δv を計算してください。

(モデルはホーマン遷移の幾何条件で lambert_solve を呼び出し、LLM 自身の重みではなくツールの出力を根拠として、約 3.91 km/s と回答します。)

Cursor

~/.cursor/mcp.json（またはワークスペースレベルの .cursor/mcp.json）：

{
  "mcpServers": {
    "astrodynamics-mcp": {
      "command": "astrodynamics-mcp",
      "args": ["stdio"]
    }
  }
}

Cursor を再起動します。ツールは astrodynamics サーバーグループに表示されます。

ChatGPT デスクトップ、Python の MCP スモークテスト用クライアント、およびリモートエージェント向けの Streamable HTTP トランスポートについては、ドキュメントの クライアントの選択 を参照してください。

対応クライアント

クライアント	トランスポート	検証状況
Claude Code	stdio	✅ 対応確認済み
Cursor	stdio	✅ 対応確認済み
ChatGPT デスクトップ	stdio	⏳ 動作する見込み
Python 直接実行（mcp SDK）	stdio	✅ 対応確認済み
リモートエージェント	Streamable HTTP	⏳ 動作する見込み
LangGraph / AutoGen / CrewAI	任意	⏳ 動作する見込み

これは何ではないか

• 汎用の宇宙力学フレームワークではありません。 検証済みの 上流ライブラリをラップしており、伝播器、積分器、 座標系を再実装するものではありません。
• エージェントフレームワークではありません。 MCP ツールを公開します。LangGraph、AutoGen、 CrewAI、および LLM クライアント自体がこれらを利用します。
• ML／推論サーバーではありません。 独自の ML モデルを必要とするツール（マヌーバ検出、ニューラル伝播器）は、依存関係を分離して モジュール性を保つため、別の MCP サーバーに配置します。
• SaaS ではありません。 ローカルまたは独自のインフラストラクチャで実行します。ホスト型のマルチテナント デプロイには対応していません。
• Web UI ではありません。 ツールは MCP クライアント経由で利用します。ブラウザーの フロントエンド、デスクトップアプリ、ノートブックウィジェットはありません。

同じ機能を MCP を介さずに Python から直接利用する場合は、次の 上流ライブラリをご利用ください。 sgp4、 lamberthub、 skyfield、 astropy、 interplanetary-porkchop、 spiceypy。

基盤

公式の Anthropic modelcontextprotocol/python-sdk （MIT）を使用しています。同梱の FastMCP サーバークラスがサーバーの基本機能を担い、 stdio と Streamable HTTP のトランスポートを第一級でサポートしています。

ドキュメントとリンク

• ドキュメントサイト： astro-tools.github.io/astrodynamics-mcp — はじめに、クライアントごとのセットアップ、ツールリファレンス、レシピ、 可視化、データソース、評価スイート、FAQ。
• 課題トラッカー： astro-tools/astrodynamics-mcp/issues
• ディスカッション： orgs/astro-tools/discussions — 利用方法に関するサポートや、自由形式の質問はこちら。
• 評価スイート： eval/README.md — ツールの説明品質に関する回帰テストの基準です。

プライバシー

astrodynamics-mcp はすべてお使いのマシン上で実行され、テレメトリー、 分析データ、アカウントなど、いかなる情報も収集しません。マシン外へ送信されるのは、 ツールがラップするデータソース（認証不要の CelesTrak／JPL Horizons／IERS、および 認証情報を設定した場合に限り Space-Track と ESA DISCOSweb）へ送るクエリパラメーターのみです。 認証情報はローカルの環境変数またはセッションの _meta ブロックから読み込まれ、HTTPS 経由で各サービスにのみ送信されます。詳細については、 プライバシーページ をご覧ください。

ライセンス

MIT — LICENSEをご覧ください。