Ein Spiel mit echten Mondphasen und Finsternissen — sogar vom Mond aus gesehen

Openworld ist ein Voxel-Sandbox-Spiel auf einem ganzen, runden Planeten — geh geradeaus, und du kommst dort wieder an, wo du losgelaufen bist — mit einem Mond, zu dem du fliegen kannst. Für Mac (nativ auf Apple Silicon), Windows und Linux. In dieser Anleitung geht es um genau diesen Himmel: warum der Mond seine Gestalt wechselt, warum Finsternisse auf der echten Erde selten und im Spiel häufig sind und was du siehst, wenn du eine vom Mond aus beobachtest.

Wie funktionieren Mondphasen auf einer echten Umlaufbahn?

Der Mond hat keine eigenen Phasen. Er ist eine Kugel, und die Sonne beleuchtet immer genau eine Hälfte davon. Was sich ändert, ist der Winkel, aus dem du diese Hälfte siehst. Steht der Mond zwischen dir und der Sonne, wendet sich seine beleuchtete Hälfte ab: Neumond. Steht er auf der anderen Seite der Erde, siehst du seine beleuchtete Hälfte frontal: Vollmond. Dazwischen siehst du einen Teil der Tagseite und einen Teil der Nachtseite: Sicheln, Viertel, zunehmende und abnehmende Monde. Der beleuchtete Anteil ist schlicht (1 + cos α) / 2, wobei α der Winkel Sonne–Mond–Erde ist.

Openworld macht genau das. Das Spiel berechnet in jedem Moment, wo Sonne, Erde und Mond stehen, aus ihren Bahnen (die Keplerschen Gleichungen, mit den echten Exzentrizitäten), und zeichnet den Mond als echte Kugel, Pixel für Pixel, aus der Richtung der Sonne beleuchtet. Nirgends gemalte Phasen: Die Sichel ist der Schatten einer Kugel. Und weil es Geometrie ist, funktioniert dieselbe Rechnung auch umgekehrt: Vom Mond aus siehst du die Erdphasen — eine volle Erde, wenn am Himmel der Erde Neumond ist, und so weiter.

• 25 Min.für einen Tag auf der Erde
• 29,5Tage von einem Neumond zum nächsten
• ≈ 12 h 20Echtzeit pro Mondmonat
• 365Tage in einem Jahr (etwa 6 echte Tage)

Wie passt das in ein Spiel? Das ganze Sonnensystem ist skaliert: Entfernungen werden durch 6,371 geteilt (die Erde hat einen Radius von 1000 km) und Zeitspannen durch 57,6 (ein Tag dauert 25 Minuten). Beides schrumpft zusammen, sodass die Geometrie des Himmels stimmt: Die Winkel zwischen den Körpern, ihre Phasen und die 29,5 Tage des Monats sind die echten.

Warum gibt es nicht jeden Monat eine Finsternis?

Bei jedem Neumond zieht der Mond zwischen Erde und Sonne hindurch. Bei jedem Vollmond zieht er hinter der Erde vorbei. Warum gibt es dann auf der echten Erde nicht zwei Finsternisse im Monat? Weil die Mondbahn gegenüber der Bahn der Erde um die Sonne (der Ekliptik) um etwa 5,1° geneigt ist. In den meisten Monaten gleitet der Mond knapp über oder knapp unter der Linie zwischen Sonne und Erde hindurch, und die Schatten gehen daneben.

Die beiden Bahnen kreuzen sich in zwei Punkten, den Knoten. Eine Finsternis kann nur entstehen, wenn ein Neu- oder Vollmond in die Nähe eines Knotens fällt — das geschieht in zwei Finsternisjahreszeiten pro Jahr, rund 173 Tage auseinander. Darum erlebt die echte Erde zwischen 4 und 7 Finsternisse im Jahr, nicht 24.

Sonnen- gegen Mondfinsternis: was du im Spiel siehst

Eine Sonnenfinsternis entsteht bei Neumond: Der Mond verdeckt die Sonne für alle, die in seinem Schatten stehen. Eine Mondfinsternis entsteht bei Vollmond: Der Mond tritt in den Schatten der Erde, und alle auf der Nachtseite sehen es. Jeder Schatten hat zwei Teile. Im Kernschatten ist die Sonne völlig verdeckt. Im Halbschatten darum herum ist nur ein Teil der Sonnenscheibe bedeckt.

Bei einer Sonnenfinsternis

Das Spiel misst von deinem Standort aus, wie viel von der Sonnenscheibe verdeckt ist, mit derselben linsenförmigen Überlappung, die ein Planetarium nutzen würde. Daraus ergibt sich eine partielle, totale oder ringförmige Finsternis (wenn der Mond etwas zu weit weg ist, um die ganze Sonne zu bedecken — wie auf der Erde hängt es von der Entfernung des Mondes auf seiner elliptischen Bahn ab). Die partiellen Phasen dauern auf jeder Seite etwa zwei Minuten; die Totalität selbst nur Sekunden, weil die Zeit des Spiels 57,6-mal schneller läuft als unsere.

Und das Licht folgt. Das Tageslicht der Welt ist die Höhe der Sonne multipliziert mit dem sichtbaren Teil ihrer Scheibe, deshalb werden bei der Totalität Gelände, Himmel und Kreaturen allesamt dunkel; um den schwarzen Mond erscheint ein Lichtkranz, die Korona. Das Gehirn der Kreaturen liest dasselbe Tageslicht: Unter einem Viertel des vollen Lichts zählt der Spawner es als Nacht, sodass Nachtkreaturen mitten am Tag auftauchen können, und die, die im Sonnenlicht verbrennen, bekommen eine Verschnaufpause. Solarpanels bei einer Finsternis liefern ebenfalls weniger: Ihre Leistung folgt demselben Licht.

Bei einer Mondfinsternis — und warum der echte Mond rot wird

Auf der Nachtseite tritt der Vollmond in den Schatten der Erde und wird dunkel, erst von einem Rand her, dann ganz. In Wirklichkeit wird er nicht schwarz: Er wird kupferrot. Die Atmosphäre der Erde lenkt etwas Sonnenlicht in den Kernschatten, und unterwegs streut die Luft das Blau weg (aus demselben Grund sind Sonnenuntergänge rot). Ein total verfinsterter Mond wird von allen Sonnenaufgängen und Sonnenuntergängen der Erde zugleich beleuchtet.

Wie sieht eine Sonnenfinsternis vom Mond aus?

Jetzt kommt der schöne Teil: Eine Mondfinsternis, von der Erde aus gesehen, ist eine Sonnenfinsternis, vom Mond aus gesehen. Steh in diesem Moment auf dem Mond, und du siehst die Erde vor der Sonne vorbeiziehen. Von dort wirkt die Erde etwa 1,9° breit, 3,7-mal breiter als die Sonne, deckt sie also mühelos ab, und zwar viel länger, als der Mond sie je von der Erde aus bedeckt. Wenn die Sonne verschwindet, leuchtet um die schwarze Erde ein dünner Ring auf: ihre Atmosphäre, glühend von allen Sonnenaufgängen und Sonnenuntergängen. Dieser Ring färbt den Mond von unten gesehen rot.

In Openworld funktioniert es nach derselben Regel, denn die Finsternisberechnung schaut auf jeden Körper zwischen dir und der Sonne: Auf dem Mond ist das die Erde. Die Sonnenscheibe wird bedeckt, der schwarze Mondhimmel wird noch dunkler, das Licht auf dem grauen Boden sinkt. Und umgekehrt: Schau bei einer Sonnenfinsternis auf der Erde vom Mond aus nach oben — die Erde ist voll, und der Schatten des Mondes gleitet über sie hinweg. Wie du selbst dort stehst, liest du unter auf dem Mond stehen, mit seiner geringen Schwerkraft und der Erde, die am schwarzen Himmel hängt — und um hinzukommen, bau deine Rakete.

Vom Mond aus bewegt sich die Erde kaum am Himmel: Der Mond zeigt ihr immer dieselbe Seite. Tag und Nacht vergehen, die Erde durchläuft ihre Phasen, aber sie hängt immer an derselben Stelle über dem Horizont.

Finsternisse auf jedem Körper (und was ist mit dem Mars?)

Das Spiel hat keine Liste von „Finsternissen zum Spielen“. Sein Sonnensystem ist eine Liste von Körpern — heute die Sonne, die Erde und der Mond —, jeder auf seiner Bahn, und für jeden Punkt auf jeder Welt fragt es: Welche Körper stehen zwischen mir und der Sonne, und wie viel von ihr verdecken sie? Die Schatten werden auch auf die Körper am Himmel gezeichnet: Von der Erde aus siehst du die Finsternis in den Mond hineinwandern, vom Mond aus siehst du einen dunklen Fleck über die Erde gleiten. Der Mars ist noch nicht im Spiel; wenn eine weitere Welt dazukommt, kommen ihre Finsternisse mit, ganz ohne neuen Finsternis-Code.

Wann ist die nächste Finsternis in meiner Welt?

Einen Finsternis-Kalender gibt es im Spiel nicht: Der Himmel ist der Kalender. Da es jeden Mondmonat eine Finsternis jeder Art gibt, lies den Mond:

• Eine dünne Sichel, dann gar kein Mond: Der Neumond naht — eine Sonnenfinsternis zieht über einen Teil der Tagseite. Die Totalität ist nur entlang eines schmalen Streifens zu sehen; anderswo ist sie partiell.
• Ein Mond, der jede Nacht runder wird: Etwa zwei Wochen später bringt der Vollmond eine Mondfinsternis, sichtbar von der ganzen Nachtseite.
• Ein Zyklus dauert 29,5 Spieltage, etwa 12 Stunden Spielzeit. Beobachte mit einem Fernglas (×4) oder stell ein Teleskop auf sein Stativ (×16) für die Details des Schattens.
• Schau für die Korona nie weg: Sie zeigt sich nur in den Sekunden der Totalität.

Tag, Nacht und Wetter drumherum

Die Finsternisse laufen auf einem echten Tag und einer echten Nacht. Die Erde dreht sich in 25 Minuten, die Sonne geht im Osten auf, die Achse ist wie bei uns um 23,44° geneigt, sodass du nahe den Polen Mitternachtssonne und Polarnacht ohne jeden Sonderkode bekommst. Dämmerung und Abendrot färben den Himmel zur Sonne hin, die Nacht ist voller Sterne. Wenn alle Spieler auf der Erde im Bett liegen, vergeht die Nacht. Auf dem Mond dauert ein Tag einen ganzen Mondmonat: zwei Wochen Licht, zwei Wochen Nacht.

Auf der Erde ziehen Wolken, Regen, Schnee und Stürme in Fronten von wenigen Kilometern Breite über das Land — und können deine Finsternis verbergen. Der Mond hat keine Luft, also kein Wetter: ein schwarzer Himmel, immer klar.

Was das Spiel simuliert und was es vereinfacht

Openworld ist zuerst ein Spiel: Manche Entscheidungen gibt es, damit du die Dinge auch wirklich zu sehen bekommst. Aber alles, was du an seinem Himmel siehst, stammt aus den Positionen echter Kugeln im Weltraum, und deshalb taucht eine Sichel, ein Schatten oder eine Finsternis immer dort auf, wo die Physik es verlangt. Wenn dir das gefallen hat, gehen die übrigen Anleitungen zu Himmel und Weltraum weiter — Raketen, der Mond, Fliegen.