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從阿提米絲 2 號觀看月球
從阿提米絲 2 號觀看月球
現在，阿提米絲 2 號已發射成功，並已離開地球軌道前往月球，新的目標是繞月飛行。我在先前的一篇文章中介紹了預期的軌道軌跡（https://community.wolfram.com/groups/-/m/t/3672762)）。 現在我想討論當機組人員接近月球，然後返回家園時會看到什麼。
如同先前一樣，我們需要向噴氣推進實驗室（JPL Horizons）查詢此任務的最新軌跡資料。首先需要定義日期／時間範圍，在此情況下，是 JPL 提供之資料的邊界以及 10 分鐘的取樣增量：
In[]:=
date0=;date1=;dt=;
現在可以查詢 JPL Horizons：
In[]:=
horizonsEarth="State","@-1024",<|"Frame"->"EclipticJ2000","Center"->,"Dates"->{date0,date1,dt}|>,"Position","Dataset";
接著，可以從查詢得到的資料建構 TimeSeries：
In[]:=
artemisEarthTS=TimeSeries@QuantityMagnitude[Normal@horizonsEarth,"AstronomicalUnit"];
接下來會使用以地球中心為原點的 "EclipticICRS" 參考框架（與 NASA 的 “EclipticJ2000“ 相同）建立一些方便的函數，以取得最終場景中各種元素的位置：
In[]:=
artemisPos[d_]:=Values[artemisEarthTS[d]]moonPos[d_]:=AstroPosition,"EclipticICRS",d,,"Cartesian"["Data"]earthPos[d_]:={0,0,0};sunPos[d_]:=AstroPosition,"EclipticICRS",d,,"Cartesian"["Data"]
如前所述，這裏用了一些未記錄的函數來取得 3D 元素隨時間變化的正確旋轉。"EclipticICRS" 參考架構與時間無關，因此不需要為它指定日期：
In[]:=
moonRot[d_]:=Astronomy`AstroOrientationMatrix[{"IAU_MOON",d},"EclipticICRS"]earthRot[d_]:=Astronomy`AstroOrientationMatrix[{"ITRS",d},"EclipticICRS"]
需要這些物體的實際尺寸：
In[]:=
moonRad=QuantityMagnitude["EquatorialRadius"],"AstronomicalUnit";earthRad=QuantityMagnitude["EquatorialRadius"],"AstronomicalUnit";sunRad=QuantityMagnitude["EquatorialRadius"],"AstronomicalUnit";
太陽系天體需要紋理與樣式：
In[]:=
moon0={Texture[GeoImage[GeoModel->"Moon",GeoCenter->-90,GeoProjection->"Equirectangular",GeoZoomLevel->2]],Sphere[]};earth0=["TexturedSurface"][[1]];sun0={ColorData["BlackBodySpectrum"][5770],Sphere[]};
接著，我們將每個太陽系天體旋轉、縮放並平移到其適當的位置：
In[]:=
moon[d_]:=Translate[Scale[GeometricTransformation[moon0,moonRot[d]],moonRad,{0,0,0}],moonPos[d]]earth[d_]:=Scale[GeometricTransformation[earth0,earthRot[d]],earthRad,{0,0,0}]sun[d_]:=Translate[Scale[sun0,sunRad,{0,0,0}],sunPos[d]]
日期戳記的一些樣式設定也很有用：
In[]:=
label[d_]:=Style[DateString[d,{"DayShort"," ","MonthNameShort"," ","Year"," ","Hour24",":","Minute",":","Second"," ","GMT"}],GrayLevel[.75],Bold,22]
為了讓事情更有趣，當視野接近月球時，在那附近把「時鐘放慢」會很有用，如此便能更仔細地觀察細節。為此，距離月球較遠時，日期範圍會以 1 分鐘為增量進行取樣；但接近月球時，則會以 1 秒為增量進行取樣。
In[]:=
movingAverage[dates_List,n_Integer]:=Mean/@Partition[dates,n,1];
In[]:=
IntervalSampling[intsamps_List]:=With[{all=Union@@Map[IntervalSampling,intsamps]},{n=Round[Length[all]/100,2]},{res=movingAverage[all,n+1]},Union[Take[all,n/2],res,Take[all,-n/2]]];
In[]:=
IntervalSampling[Rule[{tmin_,tmax_},dt_]]:=Range[tmin,tmax,dt]
In[]:=
dates=IntervalSampling,->,,->;
最後，可將場景組裝起來。此處的關鍵函數是使用 ViewVector 選項。這可讓相機放置在太空船的位置，並將目標指向月球。其結果是模擬阿提米絲 2 號機組人員在整個任務期間如果看向月球時，會看到的視圖。
In[]:=
crewViewFrames=Graphics3D{AmbientLight[GrayLevel[.2]],{Specularity[White,1],PointLight[White,sunPos[#]],AmbientLight[GrayLevel[.2]],moon[#],earth[#]},{DirectionalLight[White,ImageScaled[{0,0,1}]],sun[#]}},&/@dates;
In[]:=
crewViewVideo=SlideShowVideo[crewViewFrames,DefaultDuration->45,RasterSize->{720,720}]
Out[]=
重新檢視前面的軌域視圖
重新檢視前面的軌域視圖
這裏主要是我上一篇貼文內容的縮寫版本，並做了程式碼變更以使其與這篇新文章保持一致。如果想將兩段影片結合起來，讓其彼此同步，重新建構這個內容會很有幫助。
In[]:=
datesFromData=Keys[Normal[horizonsEarth]];
In[]:=
xyzArtemisEarth=QuantityMagnitude[Values/@Values@Normal[horizonsEarth[[All,{"X","Y","Z"}]]],"AstronomicalUnit"];
In[]:=
artemisEarthTimeSeries=TimeSeries[Transpose[{datesFromData,xyzArtemisEarth}]]
Out[]=
TimeSeries
In[]:=
artemisDataFromEarth[d_]:={StandardRed,AbsolutePointSize[10],Point[artemisEarthTimeSeries[d]],Opacity[.75],AbsoluteThickness[2],Line[xyzArtemisEarth]}
In[]:=
moonPath=LineAstroPosition,"EclipticICRS",#,,"Cartesian"["Data"]&/@datesFromData;
In[]:=
moonDataFromEarth[d_]:=White,SphereAstroPosition,"EclipticICRS",d,,"Cartesian"["Data"],moonRad,Opacity[.5],AbsoluteThickness[2],moonPath
flybyDate=;
In[]:=
moonFlybyPos=AstroPosition,"EclipticICRS",flybyDate,,"Cartesian"["Data"];
In[]:=
optionsFromEarth={ImageSize->{720,720},SphericalRegion->Sphere[moonFlybyPos/2,0.00054],ViewAngle->Pi/20,Boxed->False,ViewPoint->{-1.38,-3,.5},Background->Black};
In[]:=
orbitViewFrames=Graphics3D[{{White,Translate[Scale[Sphere[],moonRad,{0,0,0}],moonPos[#]],Opacity[.5],AbsoluteThickness[2],moonPath},earth[#],{StandardRed,AbsolutePointSize[10],Point[artemisEarthTimeSeries[#]],Opacity[.75],AbsoluteThickness[2],Line[xyzArtemisEarth]}},optionsFromEarth]&/@dates;
將這些影片組合起來，大多是留給讀者當作練習，但像 GridVideo 這樣的函數可以是將它們以簡單方式組合起來的容易方法。
引用此筆記本
引用此筆記本
從阿提米絲 2 號觀看月球
作者：Jeffrey Bryant
Wolfram 社群，精選推薦，2026 年 4 月 3 日
https://community.wolfram.com/groups/-/m/t/3673962
作者：Jeffrey Bryant
Wolfram 社群，精選推薦，2026 年 4 月 3 日
https://community.wolfram.com/groups/-/m/t/3673962