Hra se skutečnými fázemi Měsíce a zatměními — i při pohledu z Měsíce

Openworld je voxelový sandbox na celé kulaté planetě — jdi pořád rovně a vrátíš se tam, odkud jsi vyšel — s Měsícem, na který se dá doletět. Na Macu (nativně na Apple Silicon), ve Windows a na Linuxu. Tento průvodce je o té obloze: proč Měsíc mění tvar, proč jsou zatmění na skutečné Zemi vzácná a ve hře častá, a co uvidíš, když se na jedno díváš z Měsíce.

Jak fungují fáze Měsíce na skutečné oběžné dráze?

Měsíc nemá vlastní fáze. Je to koule a Slunce vždy osvětluje přesně jednu její polovinu. Mění se úhel, ze kterého tu polovinu vidíš. Když je Měsíc mezi tebou a Sluncem, jeho osvětlená polovina je odvrácená: nov. Když je na druhé straně Země, vidíš osvětlenou polovinu zpříma: úplněk. Mezi tím vidíš část denní a část noční strany: srpky, čtvrti, hrbaté Měsíce. Osvětlený zlomek je prostě (1 + cos α) / 2, kde α je úhel Slunce–Měsíc–Země.

Openworld dělá přesně tohle. Hra v každém okamžiku počítá, kde jsou Slunce, Země a Měsíc, z jejich oběžných drah (Keplerovy rovnice, se skutečnými excentricitami), a vykresluje Měsíc jako pravou kouli, pixel po pixelu, osvětlenou ze směru Slunce. Nikde žádné malované fáze: srpek je stín koule. A protože je to geometrie, stejný výpočet funguje i obráceně: když stojíš na Měsíci, vidíš fáze Země — plnou Zemi, když je na zemské obloze nov, a tak dál.

• 25 minna jeden den na Zemi
• 29,5dne od jednoho novu k dalšímu
• ≈ 12 h 20skutečného času na lunární měsíc
• 365dnů v roce (asi 6 skutečných dnů)

Jak se to vejde do hry? Celá sluneční soustava je zmenšená: vzdálenosti se dělí 6,371 (Země má poloměr 1000 km) a doby 57,6 (den trvá 25 minut). Obojí se zmenšuje společně, takže geometrie oblohy zůstává pravdivá: úhly mezi tělesy, jejich fáze a 29,5 dne měsíce jsou skutečné.

Proč nemáme zatmění každý měsíc?

Při každém novu Měsíc prochází mezi Zemí a Sluncem. Při každém úplňku prochází za Zemí. Proč tedy nejsou na skutečné Zemi dvě zatmění měsíčně? Protože dráha Měsíce je nakloněná asi o 5,1° vůči dráze Země kolem Slunce (ekliptice). Většinu měsíců Měsíc proklouzne těsně nad nebo pod spojnicí Slunce a Země a stíny minou.

Obě dráhy se protínají ve dvou bodech zvaných uzly. Zatmění může nastat, jen když nov nebo úplněk připadne blízko uzlu — což se děje během dvou období zatmění za rok, od sebe vzdálených asi 173 dní. Proto vidí skutečná Země 4 až 7 zatmění ročně, ne 24.

Zatmění Slunce a Měsíce: co uvidíš ve hře

Zatmění Slunce nastává při novu: Měsíc zakryje Slunce lidem, kteří stojí v jeho stínu. Zatmění Měsíce nastává při úplňku: Měsíc vstoupí do stínu Země a vidí ho každý na noční straně. Každý stín má dvě části. V umbře je Slunce úplně skryté. V polostínu kolem ní je zakrytá jen část slunečního kotouče.

Při zatmění Slunce

Hra z místa, kde stojíš, měří, jak velká část slunečního kotouče je zakrytá, se stejným čočkovitým překryvem, jaký by použilo planetárium. Z toho vyjde částečné, úplné nebo prstencové zatmění (když je Měsíc o něco příliš daleko, než aby zakryl celé Slunce — stejně jako na Zemi to závisí na vzdálenosti Měsíce na jeho eliptické dráze). Částečné fáze trvají asi dvě minuty na každé straně; samotná totalita jen pár sekund, protože čas hry běží 57,6krát rychleji než ten náš.

A světlo ho následuje. Denní světlo světa je výška Slunce vynásobená viditelnou částí jeho kotouče, takže při úplnosti terén, obloha i stvoření ztmavnou; kolem černého Měsíce se objeví koruna světla, koróna. Mozky stvoření čtou totéž denní světlo: pod čtvrtinou plného světla to spawner počítá jako noc, takže se noční stvoření mohou objevit uprostřed dne a ta, která na slunci hoří, si vydechnou. Solární panely při zatmění taky vyrábějí méně: jejich výkon sleduje stejné světlo.

Při zatmění Měsíce — a proč skutečný Měsíc zčervená

Na noční straně vstoupí úplněk do stínu Země a ztmavne, od jednoho okraje, pak celý. Ve skutečnosti nezčerná: zbarví se do měděné červené. Zemská atmosféra stočí trochu slunečního světla do umbry a cestou vzduch rozptýlí modrou pryč (ze stejného důvodu jsou západy slunce rudé). Úplně zatmělý Měsíc osvětlují všechny východy a západy slunce na Zemi najednou.

Jak vypadá zatmění Slunce z Měsíce?

A teď to krásné: zatmění Měsíce pozorované ze Země je zatmění Slunce pozorované z Měsíce. Postav se v tu chvíli na Měsíc a uvidíš, jak Země přechází přes Slunce. Odtud vypadá Země asi 1,9° široká, 3,7krát širší než Slunce, takže ho snadno zakryje, a mnohem déle, než ho kdy zakryje Měsíc ze Země. Jak Slunce mizí, kolem černé Země se rozsvítí tenký prstenec: její atmosféra, zářící všemi východy a západy slunce. Ten prstenec je to, co zdola maluje Měsíc na červeno.

V Openworld to funguje podle stejného pravidla, protože výpočet zatmění bere v úvahu každé těleso mezi tebou a Sluncem: na Měsíci je tím tělesem Země. Sluneční kotouč se zakryje, černá lunární obloha ztmavne ještě víc, světlo na šedém povrchu klesne. A naopak, při zatmění Slunce na Zemi se podívej z Měsíce nahoru: Země je úplná a přes ni se plazí stín Měsíce. Abys tam stál na vlastní oči, přečti si, jak se postavit na Měsíc, s jeho nízkou gravitací a Zemí visící na černé obloze — a abys se tam dostal, postav si raketu.

Z Měsíce se Země na obloze skoro nehýbe: Měsíc jí ukazuje pořád stejnou tvář. Den a noc plynou, Země prochází svými fázemi, ale visí pořád na stejném místě nad obzorem.

Zatmění na každém tělese (a co Mars?)

Hra nemá seznam „zatmění ke hraní“. Její sluneční soustava je seznam těles — dnes Slunce, Země a Měsíc — každé na své dráze, a pro každý bod na každém světě se ptá: která tělesa stojí mezi mnou a Sluncem a kolik z něj zakrývají? Stíny se kreslí i na tělesa na obloze: ze Země sleduješ, jak zatmění ukusuje z Měsíce, z Měsíce vidíš tmavou skvrnu klouzat po Zemi. Mars ve hře zatím není; až přijde další svět, přijdou s ním jeho zatmění, bez nového kódu zatmění.

Kdy bude další zatmění v mém světě?

Ve hře není kalendář zatmění: kalendářem je obloha. Protože každý lunární měsíc přinese zatmění obou druhů, čti Měsíc:

• Tenký srpek a pak žádný Měsíc: blíží se nov — část denní strany protne zatmění Slunce. Úplnost je vidět jen podél úzkého pruhu; jinde je částečné.
• Měsíc každou noc kulatější: asi o dva týdny později úplněk přinese zatmění Měsíce, viditelné z celé noční strany.
• Jeden cyklus trvá 29,5 herního dne, asi 12 hodin hraní. Sleduj dalekohledem (×4) nebo postav na stativ teleskop (×16), abys viděl detaily stínu.
• Neodvracej oči od koróny: ukáže se jen během vteřin úplnosti.

Den, noc a počasí kolem

Zatmění jedou na skutečném dni a noci. Země se otočí za 25 minut, Slunce vychází na východě, osa je nakloněná o 23,44° jako ta naše, takže poblíž pólů máš půlnoční slunce a polární noc bez jakéhokoli zvláštního kódu. Úsvit a soumrak barví oblohu směrem ke Slunci, noc je plná hvězd. Když všichni hráči na Zemi leží v posteli, noc uplyne. Na Měsíci trvá den celý měsíc: dva týdny světla, dva týdny noci.

Na Zemi se mraky, déšť, sníh a bouře přesouvají po krajině ve frontách široký pár kilometrů — a mohou ti zakrýt zatmění. Měsíc nemá vzduch, takže ani počasí: černá obloha, pořád čistá.

Co hra simuluje a co zjednodušuje

Openworld je především hra: některé volby existují proto, abys věci opravdu viděl. Ale všechno, co vidíš na jeho obloze, vzniká z poloh skutečných koulí ve vesmíru, a proto se srpek, stín nebo zatmění objeví vždycky tam, kde ho fyzika čeká. Pokud se ti to líbilo, ostatní průvodci oblohou a vesmírem zajdou dál — rakety, Měsíc, létání.