Egy játék valódi holdfázisokkal és fogyatkozásokkal — még a Holdról nézve is

Az Openworld egy voxeles homokozó egy egész, gömb bolygón — ha egyenesen mész, oda érsz vissza, ahonnan elindultál —, és van egy Hold, amire el is repülhetsz. Macen (natívan Apple Siliconon), Windowson és Linuxon. Ez az útmutató erről az égboltról szól: miért változtatja a Hold az alakját, miért ritkák a fogyatkozások a valódi Földön, és gyakoriak a játékban, és mit látsz, ha egyet a Holdról nézel.

Hogyan működnek a holdfázisok egy valódi pályán?

A Holdnak nincsenek saját fázisai. Egy golyó, és a Nap mindig pontosan az egyik felét világítja meg. Ami változik, az a szög, amiből azt a felet látod. Amikor a Hold közted és a Nap között áll, a megvilágított fele elfelé néz: újhold. Amikor a Föld túloldalán van, a megvilágított felét szemből látod: telihold. A kettő között a nappali és az éjszakai oldal egy-egy részét látod: sarlókat, negyedeket, domború holdakat. A megvilágított hányad egyszerűen (1 + cos α) / 2, ahol α a Nap–Hold–Föld szög.

Az Openworld pontosan ezt csinálja. A játék minden pillanatban kiszámolja, hol van a Nap, a Föld és a Hold, a pályáik alapján (Kepler egyenletei, valódi excentricitásokkal), és a Holdat valódi gömbként rajzolja ki, pixelről pixelre, a Nap irányából megvilágítva. Sehol egy festett fázis: a sarló egy golyó árnyéka. És mivel ez geometria, ugyanez a számítás fordítva is működik: a Holdon állva a Föld fázisait látod — teli Földet, amikor a Föld egén újhold van, és így tovább.

• 25 percegy földi nap
• 29,5nap az egyik újholdtól a következőig
• ≈ 12 óra 20valós idő egy holdhónapban
• 365nap egy évben (nagyjából 6 valódi nap)

Hogyan fér ez bele egy játékba? Az egész Naprendszer le van skálázva: a távolságokat 6,371-gyel osztják (a Föld sugara 1000 km), az időtartamokat pedig 57,6-tal (egy nap 25 percig tart). Mindkettő együtt csökken, így az égbolt geometriája hű marad: a testek közti szögek, a fázisaik és a hónap 29,5 napja valódiak.

Miért nincs minden hónapban fogyatkozás?

Minden újholdkor a Hold a Föld és a Nap között halad el. Minden teliholdkor a Föld mögött. Akkor miért nincs havonta két fogyatkozás a valódi Földön? Mert a Hold pályája nagyjából 5,1°-kal meg van dőlve a Föld Nap körüli pályájához (az ekliptikához) képest. A legtöbb hónapban a Hold éppen a Nap és a Föld közti vonal fölött vagy alatt suhan el, és az árnyékok elkerülik egymást.

A két pálya két pontban metszi egymást, ezeket csomópontoknak hívjuk. Fogyatkozás csak akkor lehet, ha egy új- vagy teliholdkor a Hold közel van egy csomóponthoz — ez évente két fogyatkozási időszakban történik, nagyjából 173 nap különbséggel. Ezért látni a valódi Földön évi 4 és 7 közötti fogyatkozást, nem 24-et.

Napfogyatkozás és holdfogyatkozás: mit látsz a játékban

A napfogyatkozás újholdkor történik: a Hold eltakarja a Napot azok elől, akik az árnyékában állnak. A holdfogyatkozás teliholdkor: a Hold belép a Föld árnyékába, és mindenki látja, aki az éjszakai oldalon van. Mindkét árnyéknak két része van. A teljes árnyékban (umbra) a Nap teljesen el van takarva. A körülötte lévő félárnyékban (penumbra) a Nap korongjának csak egy részét fedi el valami.

Napfogyatkozás közben

A játék attól a ponttól mérve, ahol állsz, kiszámolja, a Nap korongjának mekkora része van eltakarva, ugyanazzal a lencse alakú átfedéssel, amit egy planetárium is használna. Ebből lesz részleges, teljes vagy gyűrűs fogyatkozás (amikor a Hold egy kicsit túl messze van ahhoz, hogy az egész Napot eltakarja — mint a Földön, ez a Hold ellipszis alakú pályán mért távolságától függ). A részleges fázisok mindkét oldalon nagyjából két percig tartanak; maga a teljesség csak másodpercekig, mert a játék ideje 57,6-szor gyorsabban telik, mint a miénk.

És a fény követi. A világ nappali fénye a Nap magassága szorozva a korongjának látható részével, így a teljesség alatt a terep, az ég és a lények is elsötétülnek; egy fénykoszorú, a korona jelenik meg a fekete Hold körül. A lények agya ugyanezt a nappali fényt olvassa: a teljes fény negyede alatt a megjelenítő éjszakának számolja, így éjszakai lények bukkanhatnak fel fényes nappal, és azok, amelyek elégnek a napfényben, kapnak egy kis szünetet. A napelemek fogyatkozás alatt is kevesebbet termelnek: a teljesítményük ugyanazt a fényt követi.

Holdfogyatkozás közben — és miért vörös a valódi Hold

Az éjszakai oldalon a telihold belép a Föld árnyékába, és elsötétül, először az egyik szélén, aztán teljesen. A valóságban nem lesz fekete: rézvörös lesz. A Föld légköre eltör egy kis napfényt a teljes árnyékba, és útközben a levegő szétszórja belőle a kéket (ugyanezért vörösek a naplementék). A teljesen elsötétült Holdat a Föld összes napfelkeltéje és naplementéje egyszerre világítja meg.

Milyen a napfogyatkozás a Holdról nézve?

Itt jön a szép rész: a Földről látott holdfogyatkozás a Holdról látott napfogyatkozás. Állj akkor a Holdra, és látod, ahogy a Föld elvonul a Nap előtt. Onnan a Föld nagyjából 1,9° széles, 3,7-szer szélesebb a Napnál, így könnyedén eltakarja, és sokkal hosszabb időre, mint ahogy a Hold valaha eltakarja a Földről. Ahogy a Nap eltűnik, egy vékony gyűrű gyullad ki a fekete Föld körül: a légköre, amely minden napfelkeltétől és naplementétől izzik. Ez a gyűrű festi vörösre a Holdat, lentről nézve.

Az Openworldben ugyanez a szabály működik, mert a fogyatkozásszámítás minden égitestet számba vesz közted és a Nap között: a Holdon ez az égitest a Föld. A Nap korongját eltakarja valami, a fekete holdi ég még sötétebb lesz, a szürke talajon a fény lecsökken. És fordítva, egy földi napfogyatkozás alatt nézz fel a Holdról: a Föld teli, és a Hold árnyéka csúszik át rajta. Ha magad is odaállnál, nézd meg, hogyan állhatsz a Holdra, az alacsony gravitációjával és a fekete égen lógó Földdel — és hogy odaérj, építsd meg a rakétádat.

A Holdról a Föld alig mozdul az égen: a Hold mindig ugyanazt az oldalát mutatja neki. Nappal és éjszaka váltakozik, a Föld végigmegy a fázisain, de ugyanazon a helyen lóg a horizont fölött.

Fogyatkozások minden égitesten (és mi a helyzet a Marssal?)

A játékban nincs „játszandó fogyatkozások” listája. A Naprendszere égitestek listája — ma a Nap, a Föld és a Hold —, mindegyik a saját pályáján, és bármely világ bármely pontjára megkérdezi: mely égitestek állnak köztem és a Nap között, és mennyit takarnak el belőle? Az árnyékok az égen lévő égitestekre is rá vannak rajzolva: a Földről nézed, ahogy a fogyatkozás beleharap a Holdba, a Holdról egy sötét folt csúszik át a Földön. A Mars még nincs a játékban; amikor megérkezik egy másik világ, a fogyatkozásai vele jönnek, új fogyatkozáskód nélkül.

Mikor lesz a következő fogyatkozás a világomban?

A játékban nincs fogyatkozási naptár: az égbolt a naptár. Mivel minden holdhónapban van mindkét fajtából egy-egy fogyatkozás, olvasd a Holdat:

• Egy vékony sarló, aztán egyáltalán nincs Hold: közeleg az újhold — egy napfogyatkozás vonul át a nappali oldal egy részén. A teljesség csak egy keskeny sávban látszik; máshol részleges.
• Egy Hold, ami minden éjjel kerekebb: nagyjából két hét múlva a telihold hoz egy holdfogyatkozást, ami az egész éjszakai oldalról látszik.
• Egy ciklus 29,5 játéknapig tart, nagyjából 12 óra játék. Nézd kémlelőcsővel (×4), vagy állíts fel egy teleszkópot a háromlábúján (×16) az árnyék részleteiért.
• A korona kedvéért sose fordítsd el a tekinteted: csak a teljesség másodperceiben látszik.

Nappal, éjszaka és időjárás körülötte

A fogyatkozások egy valódi nappalra és éjszakára épülnek. A Föld 25 perc alatt fordul körbe, a Nap keleten kel, a tengely a miénkhez hasonlóan 23,44°-kal meg van döntve, így a pólusok közelében éjféli napot és sarki éjszakát kapsz bármilyen külön kód nélkül. A hajnal és az alkonyat a Nap felé színezi az eget, az éjszaka tele van csillagokkal. Amikor a Föld minden játékosa ágyban van, az éjszaka elmúlik. A Holdon egy nap egy egész holdhónapig tart: két hét fény, két hét éjszaka.

A Földön a felhők, az eső, a hó és a viharok néhány kilométer széles frontokban vonulnak át a tájon — és eltakarhatják a fogyatkozásodat. A Holdon nincs levegő, így nincs időjárás sem: fekete ég, mindig tiszta.

Mit szimulál a játék, és mit egyszerűsít

Az Openworld elsősorban játék: néhány döntés azért van, hogy tényleg lásd a dolgokat. De minden, amit az égboltján látsz, valódi golyók helyzetéből jön az űrben, ezért egy sarló, egy árnyék vagy egy fogyatkozás mindig ott jelenik meg, ahol a fizika szerint kell. Ha tetszett ez, a többi ég és világűr útmutató még tovább megy — rakéták, a Hold, repülés.