🪐 Planety Keplera

To heliocentryczny model 3D naszego Układu Słonecznego, ze wszystkimi ośmioma planetami krążącymi wokół centralnego Słońca. Każda planeta znajduje się na swoim przeskalowanym promieniu orbitalnym i krąży wokół Słońca z prędkością ustaloną przez jej rzeczywisty okres orbitalny, dzięki czemu można obserwować, jak wewnętrzne planety pędzą, podczas gdy Jowisz, Saturn, Uran i Neptun pełzną.

Kątowe położenie każdej planety wyznacza się jako theta = 2π razy upływający symulowany czas podzielony przez okres tej planety w latach. Symulacja umieszcza następnie planetę w punkcie x = promień × cosinus theta oraz z = promień × sinus theta, aktualizując to w każdej klatce, tak by względne prędkości odpowiadały rzeczywistości.

Prędkość mnoży tempo, w jakim upływa symulowany czas, przyspieszając lub spowalniając orbity. Rozmiar planety skaluje wizualnie każdą kulę w zakresie od 0,3 do 3 razy, bez wpływu na fizykę. Smugi orbitalne ustalają długość zanikającej linii rysowanej za każdą planetą, od wyłączonej do 500 punktów.

Wynika to z trzeciego prawa Keplera, według którego kwadrat okresu orbitalnego jest proporcjonalny do sześcianu półosi wielkiej. Planeta bliżej Słońca ma zarówno krótszą drogę, jak i większą prędkość orbitalną, więc Merkury wykonuje okrążenie w niecałe trzy miesiące symulowanego czasu, podczas gdy Neptun potrzebuje 165 lat.

Promienie orbit i okresy są w prawdziwej względnej skali, więc czasowanie i rozmieszczenie planet są realistyczne. Średnice planet są jednak wyolbrzymione dla widoczności. W prawdziwej skali planety byłyby niewidocznymi punktami, ponieważ większość Układu Słonecznego to pusta przestrzeń.

Mówi ono, że kwadrat okresu orbitalnego planety jest równy sześcianowi jej półosi wielkiej, gdy okres mierzy się w latach, a odległość w jednostkach astronomicznych, co zapisuje się jako T² = a³. Wiąże ono odległość orbitalną planety z czasem trwania tej orbity i rządzi względnymi prędkościami widocznymi tutaj.

Johannes Kepler wykazał, że orbity planet są elipsami ze Słońcem w jednym z ognisk, a nie idealnymi okręgami. Ta symulacja rysuje ścieżki kołowe dla przejrzystości, ale reguła czasowania, której używa, pochodzi bezpośrednio z praw Keplera, opisujących, jak prawdziwe eliptyczne orbity zakreślają równe pola w równych czasach.

Saturn jest renderowany z płaskim pierścieniem lodu i skał, nachylonym zgodnie z jego rzeczywistą orientacją. Małe szare kropki krążące wokół kilku planet reprezentują uproszczony zestaw księżyców, takich jak jedyny Księżyc Ziemi, dwa księżyce Marsa czy kilka największych księżyców Jowisza, krążących wokół swojej planety, gdy ta się porusza.

Odczyt Year śledzi upływający symulowany czas w latach ziemskich, napędzany suwakiem Prędkość. To wartość podstawiana do równania orbity, więc wyższa liczba oznacza, że planety wykonały więcej obiegów. Naciśnięcie Reset zeruje licznik lat i odbudowuje scenę.

Przeskalowane modele orbitalne są podstawą efemeryd, czyli tabel przewidywanych pozycji planet, używanych do celowania teleskopami, planowania obserwacji i planowania misji międzyplanetarnych. Zrozumienie architektury naszego Układu Słonecznego pomaga też naukowcom interpretować orbity planet odkrywanych wokół innych gwiazd.

Tak. Przeciągaj, aby obrócić widok, przewijaj, by przybliżyć lub oddalić, i najedź kursorem na dowolną planetę, aby wyświetlić dymek z jej nazwą, opisem, okresem orbitalnym w latach i liczbą księżyców. Panel boczny wymienia też każdą planetę wraz z próbką koloru.