Моделирование Солнечной системы

Виртуальная лаборатория > Моделирование Солнечной системы

---

Модель демонстрирует реальное соотношение периодов обращения планет.

Радиусы орбит планет, а также размеры планет и Солнца показаны в логарифмическом масштабе.

Скачать Solar_System_v2_release.zip (программа + изображения планет).

Текст программы на языке JavaScript (разработчик Цветков Денис): <toggledisplay status=hide showtext="Показать↓" hidetext="Скрыть↑" linkstyle="font-size:default"> Файл "Solar_System_v2_release.js" <syntaxhighlight lang="javascript" line start="1" enclose="div"> function Main_Solar(canvas) {

   canvas.onselectstart = function () {return false;};     // запрет выделения canvas

   // Предварительные установки

   var context = canvas.getContext("2d");                  // на context происходит рисование

   var m0 = 1;                         // масштаб массы (масса Земли)
   var t0 = 1;                         // масштаб времени (1 оборот Земли вокруг своей оси (1 день))
   var a0 = 1;                         // масштаб расстояния (астрономическая единица - расстояние от Солнца до Земли)

   var r0 = 4.2588e-5 * a0;            // радиус Земли
   var t1 = 365.2564 * t0;             // 1 оборот Земли вокруг Солнца (1 год)

   // *** Задание вычислительных параметров ***

   var fps = 60;                       // frames per second - число кадров в секунду (качечтво отображения)
   var dt  = 0.5 * t0;                 // шаг интегрирования

   // *** Выполнение программы ***

   var space_objects = [];
   // значения distance и time_around_Sun у солнца сделаны для того, чтобы оно мерцало из-за движения
   space_objects.push({name:"Солнце",    mass:333000*m0, distance:0.001*a0,  radius:109.21*r0, time_around_Sun:60*t0,    phase:0,    color:"#f6e209",    file:"VL_SS_Sun.png"});
   space_objects.push({name:"Меркурий",  mass:0.05527*m0, distance:0.387*a0, radius:0.3829*r0, time_around_Sun:87.97*t0, phase:0,    color:"#de442c",    file:"VL_SS_Mercury.png"});
   space_objects.push({name:"Венера",    mass:0.815*m0,  distance:0.723*a0,  radius:0.949*r0, time_around_Sun:224.7*t0,  phase:0,    color:"#e8b633",    file:"VL_SS_Venus.png"});
   space_objects.push({name:"Земля",     mass:1*m0,      distance:1*a0,      radius:1*r0,    time_around_Sun:1*t1,       phase:0,    color:"#3e6286",    file:"VL_SS_Earth.png"});
   space_objects.push({name:"Марс",      mass:0.107*m0,  distance:1.523*a0,  radius:0.532*r0, time_around_Sun:1.88*t1,   phase:0,    color:"#752814",    file:"VL_SS_Mars.png"});
   space_objects.push({name:"Юпитер",    mass:317.8*m0,  distance:5.2*a0,    radius:10.97*r0, time_around_Sun:11.86*t1,  phase:0,    color:"#8c694d",    file:"VL_SS_Jupiter.png"});
   space_objects.push({name:"Сатурн",    mass:95.2*m0,   distance:9.54*a0,   radius:9.45*r0, time_around_Sun:29.46*t1,   phase:0,    color:"#c69e47",    file:"VL_SS_Saturn.png"});
   space_objects.push({name:"Уран",      mass:14.53*m0,  distance:19.19*a0,  radius:4*r0,    time_around_Sun:84.02*t1,   phase:0,    color:"#4e659b",    file:"VL_SS_Uranus.png"});
   space_objects.push({name:"Нептун",    mass:17.14*m0,  distance:30.06*a0,  radius:3.88*r0, time_around_Sun:164.78*t1,  phase:0,    color:"#4e6fbc",    file:"VL_SS_Neptunes.png"});

// space_objects.push({name:"Плутон", mass:0.0022*m0, distance:39.53*a0, radius:0.18*r0, time_around_Sun:248.09*t1, phase:0}); // space_objects.push({name:"Хаумеа", mass:777*m0, distance:777*a0, radius:777*r0, time_around_Sun:285*t1, phase:0}); // space_objects.push({name:"Макемаке", mass:777*m0, distance:777*a0, radius:777*r0, time_around_Sun:309.88*t1, phase:0}); // space_objects.push({name:"Эрида", mass:777*m0, distance:777*a0, radius:777*r0, time_around_Sun:557*t1, phase:0}); // space_objects.push({name:"Седна", mass:777*m0, distance:777*a0, radius:777*r0, time_around_Sun:12059*t1, phase:0});

   for (var i = 0; i < space_objects.length; i++) {
       space_objects[i].phase = Math.random() * 360;
   }

   var scale = canvas.height / a0 / space_objects.length / 2.1;  // масштабный коэффициент для перехода от расчетных к экранным координатам
   var w = canvas.width / scale;                           // ширина окна в расчетных координатах
   var h = canvas.height / scale;                          // высота окна в расчетных координатах

   // Генерация звезд
   var stars = [];
   function generate_stars() {
       for (var i = 0; i < 1000; i++) {
           // цвет задается как #xxyyzz, где xx - доля красного, yy - зеленого, zz - синего.
           var r = (0x1a0 + (Math.random()) * 0x5f).toString(16).substr(1,2);  // красный от a0 до a0 + 5f
           var g = (0x1a0 + (Math.random()) * 0x5f).toString(16).substr(1,2);
           var b = (0x1a0 + (Math.random()) * 0x5f).toString(16).substr(1,2);
           stars[i] = {x:Math.random() * w * scale, y:Math.random() * h * scale, color:'#' + r + g + b};
       }
   }

   // Основной цикл программы
   function control() {
       physics();
       draw();
   }

   // Расчетная часть программы
   function physics() {                                    // то, что происходит каждый шаг времени
       for (var i = 0; i < space_objects.length; i++) {
           space_objects[i].phase += 360 * dt / space_objects[i].time_around_Sun;
       }
   }

   // загрузка изображений планет
   function load_pics() {
       for (var i = 0; i < space_objects.length; i++) {
           if (!space_objects[i].file) continue;
           var pic = new Image();
           pic.src = "Pics/" + space_objects[i].file;
           space_objects[i].pic = pic;
       }
   }

   // Рисование
   function draw() {
       // темное небо
       context.fillStyle = "#000000";
       context.fillRect(0, 0, w * scale, h * scale);

       // звезды
       for (var i0 = 0; i0 < stars.length; i0++) {
           context.fillStyle = stars[i0].color;
           context.fillRect(stars[i0].x, stars[i0].y, 1, 1);
       }

       for (var i = 0; i < space_objects.length; i++){
           var p = space_objects[i];
           var ro = 1.9 * Math.log(1 + 2.5 * p.distance / a0) * a0;
           var fi = p.phase / 180 * Math.PI;
           var xS = (w / 2 + ro * Math.cos(fi)) * scale;
           var yS = (h / 2 + ro * Math.sin(fi)) * scale;

           // траектории
           context.beginPath();
           context.arc(w / 2 * scale, h / 2 * scale, ro * scale, 0, 2 * Math.PI, false);
           context.strokeStyle = "#516185";
           context.stroke();

           // космические объекты
           if (p.pic) {
               var r = 0.1 * Math.log(1 + 8 * p.radius / r0) * a0 * scale;
               var wh = p.pic.width / p.pic.height;
               context.drawImage(p.pic, xS - r * wh, yS - r, r * 2 * wh, r * 2);
           }
       }
   }

   // Запуск системы
   load_pics();
   generate_stars();
   setInterval(control, 1000 / fps);

} </source> Файл "Solar_System_v2_release.html" <syntaxhighlight lang="html" line start="1" enclose="div"> <!DOCTYPE html> <html> <head>

   <meta charset="UTF-8" />
   <title>Solar System</title>
   <script src="Solar_System_v2_release.js"></script>

</head> <body>

   <canvas id="Solar_System" width="800" height="800" style="border:1px solid #000000;"></canvas>
   <script type="text/javascript">var app = new Main_Solar(document.getElementById('Solar_System'));</script>

</body> </html> </source> </toggledisplay>

Предлагаемые направления развития стенда

• Добавить спутники планет, карликовые планеты и другие космические объекты.
• Информация о космическом объекте при наведении на него.
• Добавить вращение планет вокруг своей оси.
• Немного "наклонить камеру", для лучшего обзора.
• Установить планетам реальные фазы.
• Добавить возможность просмотра состояния планет в определенный момент (например, ползунок управления временем)