astrodynamics-mcp

astrodynamics-mcp

一个 Model Context Protocol 服务，为任何支持 MCP 的大模型客户端（Claude Code、Cursor、ChatGPT desktop、自定义 Agent）提供权威的天体动力学工具：TLE/SGP4 传播、Lambert 求解、地面站访问、时间尺度与坐标系转换、猪排图扫描、B 平面瞄准、卫星元数据，以及通过可选扩展支持的完整 NASA GMAT 任务执行（[gmat]）、NASA SPICE / NAIF 内核查询（[spice]）和轨迹可视化（[viz]）。

为什么选择它

大模型擅长推理天体动力学概念，但无法完成数值计算——它们无法传播轨道、求解 Lambert 问题，也无法查询 SPICE 星历。astrodynamics-mcp 可将权威工具接入任何支持 MCP 的客户端，让大模型调用经过验证的上游库，而不是编造数字。每个结果都带有明确的单位；每项工具描述都根据 Inspect AI eval 套件进行调优，该套件用于衡量大模型能否选对工具并正确绑定参数。

工具

工具	功能	基于
tle_lookup	按 NORAD ID、名称或群组获取最新 TLE——来源为 CelesTrak（默认）或 Space-Track。	CelesTrak gp.php API · Space-Track †
sgp4_propagate	在 TEME / ICRF / GCRS / ITRS / CIRS 中，跨 UTC ISO 8601 历元传播 TLE。	sgp4
lambert_solve	求解 Lambert 问题；枚举多圈解；按需计算双脉冲 Δv。	lamberthub
access_windows	计算时间窗口内地面站 / 观测者的访问区间，并提供 AOS / LOS / 最大仰角。	skyfield
time_convert	在 ISO / JD / MJD / J2000-seconds / Unix 格式之间转换 UTC / TAI / TT / TDB / UT1 / GPS / TCB / TCG。	astropy.time
frame_transform	在 ICRF / ITRS / GCRS / TEME / CIRS / TIRS / IAU 固定于天体的坐标系之间转换状态向量。	astropy.coordinates
porkchop	计算行星际转移的（出发 × 抵达）Δv / C3 网格，并提供 ASCII 等高线图、摘要或完整输出。	lamberthub + JPL Horizons
bplane_target	计算双曲线飞掠的 B 平面元素并进行脉冲瞄准。	内部实现，数据来自 JPL Horizons
satellite_metadata	查询 NORAD ID 对应的物理属性和来源元数据（质量、尺寸、COSPAR ID、发射信息、运营方、衰减状态）。	ESA DISCOSweb †

† 需要凭据的来源。对于 stdio 传输，请将凭据作为环境变量传入；对于 HTTP，请在会话初始化的 _meta 块中传入——详见凭据。 调用工具时如果缺少所需凭据，将返回带类型的 CredentialRequiredError，不会静默失败。

GMAT 工具（可选的 [gmat] extra）

安装 [gmat] extra，并在本地安装 NASA GMAT，即可注册另外 5 个用于驱动真实 GMAT 任务的工具（否则这些工具会保持隐藏状态）：

工具	功能说明	支持方
gmat_run_mission	运行完整的 GMAT 任务；返回解析后的摘要、报告数据，以及大型输出的指针。	gmat-run
gmat_sweep	对任务进行参数扫描和蒙特卡洛分析（网格／样本／蒙特卡洛／拉丁超立方）。	gmat-sweep
gmat_execute_script	应急选项——运行原始 GMAT 脚本文本，并原样返回其报告；引擎错误会作为数据返回。	gmat-run
gmat_validate_script	解析并验证脚本，但不运行；返回错误、警告以及资源／命令结构。	gmat-run
gmat_read_run_artefact	读取先前运行所生成文件的原始文本（例如星历，或过大而无法内联的报告）。	运行注册表

SPICE 工具（可选的 [spice] extra）

安装 [spice] extra，即可注册另外 7 个工具，这些工具由 NASA NAIF 的 CSPICE 提供支持，并通过 spiceypy 使用（否则这些工具会保持隐藏状态）。它们会将内核载入进程全局池，并查询池中的内容：

工具	功能说明	支持方
spice_load_kernel	从本地路径或 NAIF https URL（已列入允许列表并缓存）将内核载入池中；元内核会载入其中列出的所有内核。	spiceypy · NAIF
spice_list_kernels	列出当前载入池中的内核，可按类别筛选。	spiceypy
spice_unload_kernel	根据 spice_load_kernel 返回的 name 卸载已载入的内核。	spiceypy
spice_state	根据已载入的 SPK 内核，计算一个或多个历元处目标相对于观测者的位置／速度。	spiceypy (SPK)
spice_frame_transform	在内核定义的参考系之间旋转向量，尤其是非地球天体固连系；也可返回旋转矩阵。	spiceypy (FK / PCK)
spice_body_parameters	从已载入的 PCK 内核中读取天体的半径、GM 以及极轴／本初子午线方向常数。	spiceypy (PCK)
spice_time_convert	使用已载入的 LSK / SCLK 内核，在内核定义的时间系统 ET / UTC / SCLK 之间转换。	spiceypy (LSK / SCLK)

SPICE 集成页面介绍了内核模型、NAIF URL 载入允许列表，以及进程全局池的信任边界。

可视化工具（可选的 [viz] 扩展）

安装 [viz] 扩展后，还会注册另外四个工具，分别由 matplotlib（静态 PNG 绘图）和 同级项目 gmat-czml（CZML 导出）提供支持 ——否则这些工具会保持隐藏。每个工具都会将图片作为附件返回， 同时提供数值摘要，因此纯文本客户端也能获取答案：

工具	功能	支持组件
plot_ground_track	将卫星的星下点地面轨迹绘制为 PNG，叠加经纬网格，并在行内显示纬度 / 经度范围。	matplotlib
plot_trajectory	将轨道或转移弧绘制为围绕中心天体的 2D 或 3D PNG，并在行内显示弧长和拱点。	matplotlib
plot_porkchop	根据完整的 porkchop 网格结果绘制 porkchop C3 等值线 PNG，无需重新计算，并标出最佳网格单元。	matplotlib
czml_trajectory	将轨迹导出为供 Cesium 3D 客户端使用的 CZML 文档，并作为嵌入资源返回。	gmat-czml

附件模型——在结构化摘要旁附加 PNG ImageContent / CZML EmbeddedResource——以及 各类客户端如何呈现这些内容，详见 可视化 页面。

完整的输入 / 输出 JSON 架构请参阅文档网站上的 工具参考页面。

快速开始

安装：

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

将以下内容添加到 Claude Code MCP 设置中：

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

重启 Claude Code。在聊天中：

你： 计算从 250 km 圆形 LEO 到 GEO 的霍曼 Δv。

（模型会根据霍曼转移几何调用 lambert_solve， 并引用工具输出回答 ≈ 3.91 km/s——而不是依赖大模型自身的 权重。）

Cursor

~/.cursor/mcp.json（或工作区级别的 .cursor/mcp.json）：

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

重启 Cursor。工具会显示在 astrodynamics 服务组下。

请参阅文档中的 选择客户端，了解 ChatGPT 桌面版、原始 Python MCP 测试客户端，以及面向远程 Agent 的 Streamable HTTP 传输。

支持的客户端

客户端	传输方式	已验证
Claude Code	stdio	✅ 是
Cursor	stdio	✅ 是
ChatGPT 桌面版	stdio	⏳ 预计可用
原始 Python（mcp SDK）	stdio	✅ 是
远程 Agent	Streamable HTTP	⏳ 预计可用
LangGraph / AutoGen / CrewAI	任意	⏳ 预计可用

不是什么

• 不是通用的天体动力学框架。 封装经过验证的上游库；不重新实现轨道传播器、积分器或坐标系。
• 不是 Agent 框架。 提供 MCP 工具；LangGraph、AutoGen、CrewAI 和大模型客户端本身会使用这些工具。
• 不是机器学习／推理服务。 需要自有机器学习模型的工具（机动检测、神经网络轨道传播器）应放在独立的 MCP 服务中，以模块化方式隔离依赖。
• 不是 SaaS。 在本地或你自己的基础设施上运行。不提供托管式多租户部署。
• 不是 Web UI。 通过 MCP 客户端使用工具；没有浏览器前端、桌面应用或笔记本小组件。

如需直接通过 Python（非 MCP）使用相同功能，请使用上游库： sgp4、 lamberthub、 skyfield、 astropy、 interplanetary-porkchop、 spiceypy。

构建于

官方 Anthropic modelcontextprotocol/python-sdk （MIT）。内置的 FastMCP 服务类是服务端原语； stdio 和 Streamable HTTP 传输均为一等支持。

文档与链接

• 文档站点： astro-tools.github.io/astrodynamics-mcp — 入门指南、各客户端的配置、工具参考、示例、可视化、数据来源、评测套件、常见问题。
• 问题跟踪： astro-tools/astrodynamics-mcp/issues
• 讨论区： orgs/astro-tools/discussions — 使用帮助和开放式问题。
• 评测套件： eval/README.md — 工具描述质量的回归规范。

隐私

astrodynamics-mcp 完全在你的计算机上运行，不收集任何信息——没有遥测、分析数据或账户。唯一会离开你计算机的数据，是工具发送给其封装的数据源的查询参数（CelesTrak / JPL Horizons / IERS，无需身份验证；只有在你配置凭据后，才会发送给 Space-Track 和 ESA DISCOSweb）。凭据从本地环境变量或会话的 _meta 块中读取，并且只通过 HTTPS 发送给对应服务。完整说明请参阅隐私页面。

许可证

MIT — 请参阅 LICENSE。