1.整理模拟动画缘由
最近儿子对宇宙和太阳系特别感兴趣,每天都要我给他将《宇宙有多大》、《神秘的太阳系》等书籍,不讲晚上不睡觉,经常会问一些难以回答的问题,有时候还要看一些太阳系的视频。因此,觉得可以整理一个太阳系模拟动画给儿子看,这个动画我们可以调整星球的大小(改变星球图片素材的大小),可以改变星球轨道的大小、颜色、星球绕行的速度等。效果如图:
静图如下:
gif动态图如下:
2.太阳系介绍
复制一波百度百科介绍,方便大家了解太阳系:太阳系-百度百科
2.1 基本介绍
太阳系(英文:Solar system)是一个受太阳引力约束在一起的天体系统,包括太阳、行星及其卫星、矮行星、小行星、彗星和行星际物质。太阳系位于距银河系中心大约2.4~2.7万光年的位置(银河系的恒星数量约在1000亿到4000亿之间,太阳只是其中之一。太阳以220千米/秒的速度绕银心运动,大约2.5亿年绕行一周,地球气候及整体自然界也因此发生2.5亿年的周期性变化。太阳运行的方向基本上是朝向织女,靠近武仙座的方向。
截至2019年10月,太阳系包括太阳、8个行星、近500个卫星和至少120万个小行星,还有一些矮行星和彗星。若以海王星轨道作为太阳系边界,则太阳系直径为60个天文单位,即约90亿千米。若以日球层为界,则太阳距太阳系边界可达100个天文单位(最薄处)。若以奥尔特云为界,则太阳系直径可能有20万天文单位。
太阳系的形成大约始于46亿年前一个巨型星际分子云的引力坍缩。太阳系内大部分的质量都集中于太阳,余下的天体中,质量最大的是木星。八大行星逆时针围绕太阳公转。此外还有较小的天体位于木星与火星之间的小行星带。柯伊伯带和奥尔特云也存在大量的小天体。还有很多卫星绕转在行星或者小天体周围。小行星带外侧的每颗行星都有行星环。
2.2 太阳系构成
| 名词辨析(依据2006年IAU之决议) | ||
| 名 称 | 定 义 | 例 子 | 
| 行星 [18] | 1.环绕太阳且质量够大; 2.有足够的质量使本身的形状成为球体; 3.有能力清空邻近轨道的小天体。 | 水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。 | 
| 矮行星 [19] | 1.围绕太阳运动; 2.形状近似为球形; 3.无法清除邻近轨道上的其他小天体和物质。 | 谷神星、冥王星、阋神星、鸟神星、妊神星。 | 
| 卫星 | 环绕行星、矮行星或其他太阳系小天体的天体。 | 月球、土卫六、木卫四、木卫五、 | 
| 彗星 | 1.围绕太阳运动; 2.主要由冰构成; 3.亮度和形状会因为离太阳距离而变化。 | 哈雷彗星、海尔·波普彗星、舒梅克·利维九 彗星(已解体)。 | 
| 小行星 | 1.围绕太阳运动; 2.形状不规则,质量较小。 | 谷神星、智神星、婚神星、灶神星、义神星。 | 
| 太阳系结构概要 | |||||
| 距离 (AU) | 恒 星 及 恒 星 物 质 | 行星和矮行星 | 小 行 星 | 彗 星 | 备 注 | 
| 0 | G2黄主序星:太阳 | — | — | 掠日彗星的近日点 | 太阳系的中心 | 
| 0-2 | 太阳风层:太阳风 、行星际物质、太阳风层电流页 | 类地行星:水星、金星、地球、火星 | 近地小行星:阿登群、阿波罗群、阿莫尔群 | 恩克型 | — | 
| 2-3.2 | 谷神星、灶神星、智神星 | 小行星带 | 主带彗星 | — | |
| 3.2-30 | 类木行星:木星、土星、天王星、海王星 | 特洛伊群半人马群 | 木星族哈雷型喀戎型 | — | |
| 30-50 | 冥王星,妊神星,鸟神星 | 柯伊伯带 | — | ||
| 50-75 | 阋神星 | 黄道离散盘 | 非周期彗星:抛物彗星,双曲彗星 | — | |
| 75-110 | 终端震波日鞘、太阳风层顶 | — | 太阳磁场边界 | ||
| 110-230 | 弓形震波 日球层顶 | — | — | ||
| 230-10000 | 星际物质 | — | 奥尔特云 | — | |
| 10000-100000 | — | 太阳重力边界 | |||
| 100000以外 | 最近恒星:半人马座α星比邻星 第二近恒星:半人马座阿尔法双星 | — | — | — | 太阳系外 | 
2.3 太阳系行星参数
太阳和行星大小也只能大概按照比例设计了,不然有些小的看不见了。
| 八大行星主要参数 | ||||||
| 行星 | 轨道半长轴 (AU) | 公转周期 | 平均轨道速度 (km·s-1) | 偏心率 | 对黄道面倾斜 | 赤道和轨道面交角 | 
| 水星 | 0.38709 | 87.9674天 | 47.89 | 0.2056 | 7.00° | 0.0 | 
| 金星 | 0.72332 | 224.6960天 | 35.03 | 0.0068 | 3.39° | 177.3° | 
| 地球 | 1.00000 | 365.2564天 | 29.79 | 0.0017 | —— | 23.45° | 
| 火星 | 1.52366 | 686.9649天 | 24.13 | 0.0934 | 1.85° | 25.19° | 
| 木星 | 5.20336 | 11.862615年 | 13.06 | 0.0483 | 1.31° | 3.12° | 
| 土星 | 9.53707 | 29.447498年 | 9.64 | 0.05415 | 2.48° | 26.73° | 
| 天王星 | 19.19126 | 84.016846年 | 6.81 | 0.04716 | 0.76° | 97.86° | 
| 海王星 | 30.06869 | 164.79132年 | 5.43 | 0.00858 | 1.77° | 29.58° | 
| 行星 | 赤道半径:地球 | 质量:地球 | 平均密度 (g/cm3) | 赤道逃逸速度 (km/s) | 自转周期 | 卫星数量 | 
| 水星 | 0.3825 | 0.05527 | 5.43 | 4.25 | 58.6462天 | 0 | 
| 金星 | 0.9488 | 0.81500 | 5.24 | 10.36 | 243.0187天 | 0 | 
| 地球 | 1.0000 | 1.00000 | 5.51 | 11.18 | 23.9345小时 | 1 | 
| 火星 | 0.53226 | 0.10745 | 3.94 | 5.02 | 24.6230小时 | 2 | 
| 木星 | 11.209 | 317.816 | 1.33 | 59.54 | 9.9250小时 | 63+环 | 
| 土星 | 9.449 | 95.1609 | 0.70 | 35.49 | 10.6562小时 | 82+环 [24] | 
| 天王星 | 4.007 | 14.5373 | 1.30 | 21.29 | 17.2399小时 | 27+环 | 
| 海王星 | 3.883 | 17.1471 | 1.76 | 23.71 | 16.1100小时 | 13+环 | 
3.太阳系动画实现代码
代码参考:canvas 太阳系的动画
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