Task 112: Rust 依存ライブラリ解禁とオラクルテスト
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Task 112: Rust 依存ライブラリ解禁とオラクルテスト
Status: DONE
Motivation
人間の指示: 「Rust の依存ライブラリに関して。wasm ビルドするので、no_std 対応している nalgebra のようなものは使ってよい。計算の精度などの確からしさの確認のため、信頼できる実装をオラクルとしたテストを組むとよい。」
現在のプロジェクトは zero external Rust dependencies ポリシーだが、no_std 対応のライブラリは WASM ビルドと互換性がある。
Scope
- ADR を更新: zero-deps ポリシーを「no_std 対応ライブラリは許可」に変更 ✅
- nalgebra (no_std) を導入検討: ✅
- Vec3 操作、行列計算、座標変換
- 現在の手書き実装との精度比較
- オラクルテスト体制の構築: ✅
- nalgebra をテスト依存に追加 (dev-dependency)
- テストケースで自前実装の出力と比較
- dev-dependencies としてのみ追加（本番ビルドには含まない）
- 精度保証テスト: ✅ (partially — JPL Horizons comparison deferred to Task 125)
- 軌道伝搬のエネルギー保存・角運動量保存を検証
- Kepler ソルバーのラウンドトリップ精度を検証
- ホーマン遷移 ΔV を教科書値と照合
Implementation
- ADR-002 amended: zero-deps → no_std-compatible deps allowed
- nalgebra 0.33 added as dev-dependency to solar-line-core
- 34 oracle tests across 2 test files:
- tests/oracle_tests.rs (24 tests): Vec3 vs nalgebra, vis-viva, Hohmann ΔV, Kepler round-trip, Tsiolkovsky, brachistochrone, Oberth effect
- tests/oracle_propagation.rs (10 tests): RK4/adaptive/symplectic energy conservation, cross-integrator comparison, heliocentric propagation, angular momentum conservation
- WASM build verified: nalgebra in dev-deps does not affect WASM output
Accuracy Findings
- RK4 (dt=10s): <1e-8 relative energy drift over 100 LEO periods
- RK45 adaptive: ~1.2e-6 energy drift over 100 LEO periods (rtol=1e-8)
- Symplectic (dt=10s): <1e-8 over 1000 LEO periods (bounded oscillation)
- Heliocentric (Earth, 1 year): <1e-10 energy drift, <1e-6 position return error
- RK4 vs RK45: <1 km GEO position difference after 1 period
- RK4 vs Symplectic: ~18 km LEO difference after 10 periods (phase drift, not accuracy issue)
Dependencies
- ADR 002 (zero-deps) — Updated ✅