Thema: Interplanetare Reisedistanzen

[aikar]

Hallo allerseits

Ich hätte eine Anfrage an die Hard-SciFi-Fetischischen unter euch   
Wie würdet ihr am besten die Reisedistanzen zwischen zwei Planeten eines Sonnensystems annähern?

Mit der Titius-Bodens-Reihe komme ich auf die ungefähren Radien der Planetenumlaufbahnen.

Je nach Position auf der Umlaufbahn schwankt die Distanz zwischen zwei Planeten natürlich stark, das liese sich wohl am besten durch einen Zufallsfaktor darstellen.

Aber in welche Formel (oder Tabelle) würdet ihr diesen Zufallsfaktor einsetzen um möglichst plausible Ergebnisse zu bekommen?
Oder bin ich völlig auf der falschen Fährte, gibt es einen besseren Weg?

Was tut ihr, wenn Charaktere von Planet a nach b müssen und Distanz bzw. Zeit eine Rolle spielt?

Danke im Voraus

[Feuersänger]

Ah, das ist ein Thema für mich. ^^

Wäre allerdings evtl auch im SwoF besser aufgehoben. Naja, lässt sich immer noch verschieben.

Hm, wo fangen wir an?
Erstens: die mittlere, durchschnittliche Distanz zwischen zwei Planeten auf gerader Linie ist immer gleich der Großen Halbachse des äußeren Planeten. Diese schwankt eben plusminus um die Halbachse des inneren Planeten.

Zweitens: die tatsächlich zu überbrückende Distanz hängt enorm vom Techlevel ab.
Wenn wir hier von Schiffen mit starken Triebwerken reden (Torchships), dann können die in der Tat auf fast-gerader Linie von A nach B sausen. Genauer: ein retrogrard-hyperboloider Orbit, aber das macht im Endeffekt nicht so den Unterschied; die Gerade ist da eine gute Näherung.
Wenn du aber von chemischen Triebwerken oder NTR/Solid ausgehst, ist die delta-V so stark begrenzt, dass man mehr oder weniger einen Hohmanntransfer benötigt - und da schaut es schon ganz anders aus. Dazu verweise ich mal auf diesen Thread: http://www.tanelorn.net/index.php/topic,83158.0.html

Ich nehme an, die eigentliche Distanz wird dir unterm Strich schnuppe sein, du willst nur wissen, wie lange es dauert. Das hängt aber eben auch enorm vom Techlevel ab. Reisedauer bei Hohmann-Transfers findest du im verlinkten Thread; ansonsten wird es etwas involvierter.

[Imion]

(...)
Je nach Position auf der Umlaufbahn schwankt die Distanz zwischen zwei Planeten natürlich stark, das liese sich wohl am besten durch einen Zufallsfaktor darstellen.

Aber in welche Formel (oder Tabelle) würdet ihr diesen Zufallsfaktor einsetzen um möglichst plausible Ergebnisse zu bekommen?

D_Min = R_Aussen - R_Innen

D_Max = R_Innen + R_Aussen

D = D_Min + 1d10 × ( [ D_Max - D_Min ] ÷ 10 )

[alexandro]

Schöner Thread. Hatte schon Weilandt im Hofrat-Forum kritisiert, dass dieses Thema bei Traveller unter den Tisch fällt (obwohl es gerade da durchaus wichtig sein kann).

Gibt es noch eine Möglichkeit die verschiedenen Umlaufzeiten so in einer Tabelle zu arrangieren, dass bei einigen Planeten häufiger kurze Distanzen rauskommen, als lange (oder umgekehrt)?

[aikar]

Wow, das ging ja schnell! Danke Leute, die Annäherung von Imion sollte meine Anforderungen schon erfüllen.

Ah, das ist ein Thema für mich. ^^

Das hab ich mir gedacht 

Torchships...retrogrard-hyperboloider Orbit...NTR/Solid...delta-V....Hohmanntransfer

Ich versteh kein Wort, aber klingt spannend 
Ich schau mir aber gerne mal den verlinkten Thread dazu an, danke dafür!

Ich nehme an, die eigentliche Distanz wird dir unterm Strich schnuppe sein, du willst nur wissen, wie lange es dauert. Das hängt aber eben auch enorm vom Techlevel ab. Reisedauer bei Hohmann-Transfers findest du im verlinkten Thread; ansonsten wird es etwas involvierter.

Zur Dauer hat mir schon jemand geholfen. d.h. ich brauchte wirklich nur die Distanz.

[Eulenspiegel]

Gibt es noch eine Möglichkeit die verschiedenen Umlaufzeiten so in einer Tabelle zu arrangieren, dass bei einigen Planeten häufiger kurze Distanzen rauskommen, als lange (oder umgekehrt)?

Man könnte die Tabelle natürlich so umstellen. Aber das wäre dann nicht mehr realistisch.

Die einfachste Möglichkeit wäre, die Formel von Imion umzustellen:
D = D_Min + min{1d10, 1d10} × ( [ D_Max - D_Min ] ÷ 10 )

Aber das ist wie gesagt unrealistisch. Die Gleichverteilung aus Imions Original-Formel ist für die reine Distanz schon am realistischsten. - Aber wie weiter oben schon gesagt: Wenn man nicht direkt sondern über Swing-by fliegt, spielt die eigentliche Distanz keine große Rolle. Da kann es sogar passieren, dass du schneller bist, wenn der Planet weiter weg ist.

[Pyromancer]

Gibt es noch eine Möglichkeit die verschiedenen Umlaufzeiten so in einer Tabelle zu arrangieren, dass bei einigen Planeten häufiger kurze Distanzen rauskommen, als lange (oder umgekehrt)?

Das ergibt keinen Sinn, weil die Distanz wirklich symmetrisch um den Mittelwert schwankt (in erster Näherung - aber Bahnstörungen durch weitere Körper sind so klein, dass man sie wahrscheinlich getrost vernachlässigen kann).

[Chruschtschow]

@Imion:
Pragmatisch, aber wen du was mit mehreren Würfeln nimmst, bist du näher dran. Abstand über Zeit geplottet sieht grob sinusförmig aus (nach oben geschoben, Überlagerung mehrerer Schwingungen mit den Frequenzen der Umlaufzeiten, probiert mal Stichworte wie "distance between earth and pluto" bei Wolfram Alpha).

[alexandro]

Naja, die Formel geht von perfekten Kreisbahnen aus. Bei Ellipsen sieht das (besonders wenn die Bahnen dann noch versetzt oder schräg zueinander sind), sieht das evtll. schon wieder anders aus.

[vanadium]

D_Min = R_Aussen - R_Innen

D_Max = R_Innen + R_Aussen

D = D_Min + 1d10 × ( [ D_Max - D_Min ] ÷ 10 )

Das gefällt mir gut. Je nach zeitlicher Ausdehnung, kann das ja dann für die ganze Kampagne gelten, oder es müssen bei Zeitsprüngen entsprechende Anpassungen vorgenommen werden (Umlaufdauern werden dann wichtig). Aber das ist dann schon Hartwurst - wie man's halt möchte.

Wer es ganz "genau" braucht, nimmt halt in irgendeiner online Planetenorbit-Simulation die entsprechenden Werte für 2 (3 usw.) Planeten heraus und stellt halt das Datum um. Man nimmt ja mittlerweile an, dass unsere Sonnensystem "normal" ist, in einer "normalen" näheren galaktischen Umgebung - warum sollte es bei hard-SF in einem anderen System große Unterschiede geben? Ansonsten kann man ja mit 3w6 ne passende Abweichung von "normal" ermitteln.

Wer es nicht wesentlich ungenauer aber schneller will: Skizze, Lineal und gut.

[Chruschtschow]

@alexandro:
Wenn du hübsche exzentrische Bahnen nimmst, die nicht mal die gleiche Bahnebene haben, wird es aber echt hässlich... Da würde ich der Einfachheit halber auf einen Simulator zurückgreifen.

[Sin]

Die Titius-Bode-Reihe wird dir leider nicht direkt was bringen, weil nach aktuellem Wissensstand die Formel für jedes Planetensystem stark angepasst werden müsste; alles was von Titius-Bode übrig bleibt, ist dass sich die mittleren Bahnradi von Planeten in einem System möglicherweise häufig mit einer einfachen Exponentialfunktion beschreiben lassen.
Aber sich einigermaßen plausible Umlaufbahnen zu überlegen oder entsprechende Tabellen zu finden sollte vermutlich nicht so das große Problem sein.

Und soweit ich weiß sind Plantensysteme, mit Orbits, die nicht alle auf einer Ebene liegen, tatsächlich nicht allzu selten und können wohl nicht einfach verachlässigt werden, wenns dem TO offenbar um Realismus geht.

[Eulenspiegel]

Ich versteh kein Wort, aber klingt spannend 

Bei heutigen Triebwerken sind die Geschwindigkeiten, die man nur aus dem Triebwerk bekommt, so gering, dass es effektiver ist, die Eigengeschwindigkeit der Planeten zu benutzen, um zu beschleunigen.

So etwas heißt Swing-by. Ganz unten auf der Wikipedia-Seite siehst du eine animierte Grafik, die zeigt, wie Swing-by zum beschleunigen und zum abbremsen funktioniert.

Ganz simpel und vereinfachend: Angenommen, du fliegst mit der Geschwindigkeit v₁ auf einen Planeten zu. Dann wirst du erst durch die Gravitation vom Planeten angezogen. Das heißt, die Gravitation des Planeten beschleunigt dich. Sobald du am Planeten vorbei bist, zieht dich die Gravitation aber weiter an. Aber diesmal bremst dich die Gravitation ab. Da das ganze symmetrisch ist, wirst du quasi um genau so viel abgebremst, wie du vorher beschleunigt wurdest.
Das heißt, für eine Person auf dem Planeten sieht es aus, also ob du dich erst mit der Geschwindigkeit v₁ dem Planeten näherst und dich anschließend mit der Geschwindigkeit -v₁ wieder vom Planeten entfernst. (Wir gehen mal davon aus, dass du den Planeten um 180° umkreist und in die Richtung weiterfliegst, aus der du gekommen bist.)

Jetzt hat der Planet aber selber eine Geschwindigkeit v₂ bezüglich der Sonne. Das heißt, für einen Beobachter in der Sonne sieht es aus, als ob du dich erst mit der Geschwindigkeit w₁ dem Planeten näherst und dich anschließend mit der Geschwindigkeit w₁+2*v₂ vom Planeten entfernst.
Das heißt, einfach dadurch, dass du auf den Planeten zugeflogen bist und ihn zur Hälfte umrundet hast, hast du mal soeben um die doppelte Planetengeschwindigkeit beschleunigt.

Disclaimer: Das ist jetzt extrem stark vereinfacht. Aber so in etwas funktionieren Swing-by Manöver.

Bei schnellen Triebwerken, wo die Geschwindigkeit des Raumschiffes wesentlich höher ist als die Planetengeschwindigkeit, lohnen sich solche Manöver natürlich nicht. Aber bei heutigen Triebwerken, wie si von der NASA eingesetzt werden, sind Swing-by Manöver sehr effektiv.

[Pyromancer]

Naja, die Formel geht von perfekten Kreisbahnen aus. Bei Ellipsen sieht das (besonders wenn die Bahnen dann noch versetzt oder schräg zueinander sind), sieht das evtll. schon wieder anders aus.

Die Planetenbahnen als Kreisbahnen, die in einer Ebene liegen, anzunehmen, taugt als Näherung aber schon ziemlich gut. Jeder Mehraufwand steht in keinem Verhältnis zum Genauigkeitsgewinn, zumal es hier ja nur um eine grobe Schätzung geht.

Sobald ein bestimmtes Sonnensystem in den Kampagnenfokus rückt, führt eh kein Weg mehr an einer genaueren Modellierung vorbei, wo dann auch die Planetenpositionen und Umlaufzeiten nachgehalten werden, so dass man auf die Krücke einer Zufallstabelle in solchen Fällen eh verzichten kann.

[aikar]

wenns dem TO offenbar um Realismus geht.

Ehrlich gesagt gehts mir vor allem um die Reiserouten meine Traveller-Gruppe
Es sollte also vor allem einigermaßen plausibel sein. Aber lasst euch davon nicht abhalten realistischere Systeme zu diskutieren, ist auf jeden Fall spannend zu lesen 

@Eulenspiegel: Danke für die Erklärung!

[alexandro]

Sobald ein bestimmtes Sonnensystem in den Kampagnenfokus rückt, führt eh kein Weg mehr an einer genaueren Modellierung vorbei, wo dann auch die Planetenpositionen und Umlaufzeiten nachgehalten werden, so dass man auf die Krücke einer Zufallstabelle in solchen Fällen eh verzichten kann.

Naja, wenn man mehrere Sonnensysteme verwalten muss, und sich nicht für jedes wieder in die Umlaufzeiten und Bahnlängen/-winkel einlesen kann/will, dann wäre ein abstrakteres System durchaus wünschenswert.

[Colgrevance]

Ehrlich gesagt gehts mir vor allem um die Reiserouten meine Traveller-Gruppe
Es sollte also vor allem einigermaßen plausibel sein. Aber lasst euch davon nicht abhalten realistischere Systeme zu diskutieren, ist auf jeden Fall spannend zu lesen 

@Eulenspiegel: Danke für die Erklärung!

Mongoose Traveller liefert doch eine schöne Tabelle mit Reisezeiten in Abhängigkeit von der Entfernung (in km sowie Ankerpunkten wie "naher Gasriese"), aufgelistet ja nach Triebwerksklasse. Für mich würde das als abstraktes System völlig ausreichen; zumindest liefert es plausible Anhaltswerte, die man dann ggf. noch etwas variieren kann.

Ehrlich gesagt kann mir auch nicht so richtig vorstellen, in welcher Situation am Spieltisch eine noch realistischere Distanz/Reisezeit notwendig sein sollte. Falls es da für euch gute Gründe gibt, hilft m. E. aber wirklich nur eine Festlegung von Planetenbahnen inkl. Umlaufzeiten...

[alexandro]

Ehrlich gesagt kann mir auch nicht so richtig vorstellen, in welcher Situation am Spieltisch eine noch realistischere Distanz/Reisezeit notwendig sein sollte.

Du bist in ein System gesprungen und hast nach dem Sprung nur noch wenig Treibstoff. Im Frachtraum befindet sich eine wertvolle (aber hochverderbliche) Ladung. Im System soll es Piraten geben, welche von einer Basis auf Planet X aus operieren.

Fliegst du
a) direkt zur Welt mit Raumhafen und stößt deine Ladung ab
b) zum nächsten Gasriesen, um aufzutanken
c) nahe an Planet X vorbei, weil das der kürzeste Weg nach a oder b ist
?

Alle diese Entscheidungen sind mit festen Entfernungen relativ witz- und belanglos, weil es dann nur EINE richtige Entscheidung gibt, welche in JEDEM System - ohne Varianz - zutrifft.

[vanadium]

Du bist in ein System gesprungen [...]
Alle diese Entscheidungen sind mit festen Entfernungen relativ witz- und belanglos, weil es dann nur EINE richtige Entscheidung gibt, welche in JEDEM System - ohne Varianz - zutrifft.

Und warum dann nicht bei einem neuen System mit neuer Situation einfach 1w6 (oder 2w6 etc. pp.) auf ne kleine Tabelle würfeln? Entweder um die Distanzen zu bestimmen oder um die Planetenpositionen festzulegen (die werden notfalls notiert, wenn man länger in dem System ist oder nach kürzerer Zeit wieder dort auftaucht). Der Aufwand steht doch für sowas in keinem Verhältnis zum Nutzen.
Es würde sogar völlig ausreichen via Zufall sowas wie "nah", "mittel", "fern" und "Planeten in Konjunktion" (Sonne dazwischen) zu ermitteln.

[alexandro]

Sicher kann man auch eine Tabelle würfeln und dasselbe (narrative) Ergebnis erzielen.

Nur wurde hier ja ein gewisser Simulationsgrad gefordert. Wenn man den ausreichend abstrahieren kann, dass er irgendwie drin ist, aber nicht mit den Berechnungen zu sehr im Weg ist, dann wäre das wahrscheinlich ideal. Dafür muss man aber etwas näher eruieren, was man eigentlich darstellen will (ich habe durch die hier angestellten Überlegungen schon eine ungefähre Idee, muss das aber nochmal durchdenken).

[vanadium]

Nur wurde hier ja ein gewisser Simulationsgrad gefordert.

Dann biete ich folgendes an: pro (relevantem Planet) 1w12 --> Position im System = "Uhrzeit".

P1 = P2 => gleiche "Uhrzeit", ergibt kürzest mögliche Distanz. P1 = 12 "Uhr", P2 = 6 "Uhr" => längste Distanz mit Stern dazwischen. Wer scharf drauf ist, kann auch mit w100*3,6° drauf würfeln oder mit w1000*0,36°.
Und Titius-Bode kann man dann noch nachlegen: s = 0,4 + 0,3 x 2^n. Wobei sich a = 0,4 und b = 0,3 noch zufällig variieren lassen.
Und wer noch extreme Bahnekliptiken zueinander mag, der haut zusätzlich noch nen 3d-Pythagoras hinterher.
Genug simuliert? ;-)

[alexandro]

Genug simuliert? ;-)

Nö. Was du beschreibst ist im Wesentlichen eine umständlichere Art das auszurechnen, was Imion - weiter oben im Thread - schon in abstrakter Form dargebracht hat.

Der Informationsgewinn liegt praktisch bei Null.

[aikar]

Mongoose Traveller liefert doch eine schöne Tabelle mit Reisezeiten in Abhängigkeit von der Entfernung (in km sowie Ankerpunkten wie "naher Gasriese"), aufgelistet ja nach Triebwerksklasse. Für mich würde das als abstraktes System völlig ausreichen; zumindest liefert es plausible Anhaltswerte, die man dann ggf. noch etwas variieren kann.

Ehrlich gesagt kann mir auch nicht so richtig vorstellen, in welcher Situation am Spieltisch eine noch realistischere Distanz/Reisezeit notwendig sein sollte.

Ich habe ein paar Gründe warum ich Reisedistanzen/Zeiten brauche

• Die Tabelle im Traveller-GRW geht vom Fall aus, dass es nur eine wichtige Welt im System gibt. Wir spielen aber mit mehreren potentiell bewohnten Welten je System.
• Standard-Traveller geht davon aus, dass du jede Zielwelt Welt direkt anspringen kannst. Wir spielen nach Scouts mit dem Sprungschatten des Sterns, d.h. nicht jede Welt ist direkt anspringbar. Die Gruppe muss evtl. weiter außerhalb im System reinspringen und dann mit Unterlicht zum Ziel fliegen.
• Die Reisedistanzen bzw. Zeiten sind bei Traveller wichtiger als bei anderen Systemen, weil "leere" Zeit gleich Trainingszeit ist und außerdem Treibstoff verbraucht.
• Wir spielen eine Sandbox, es können sich während die Gruppe unterwegs ist Sachen entwickeln, andere Parteien kommen mit ihren Plänen weiter etc.
• Das Schiff der Gruppe ist zu einem Großteil unerforscht (vergleichbar mit Stargate Atlantis). Flugzeit ist also Abenteuerzeit.
• Traveller ist (verglichen mti Fate, Cypher System o.Ä.) relativ realistisch. Einige Spieler wollen daher auch eher plausible als narrative Lösungen, es ist einfach ein Teil des Spielgefühls. Das muss, wie gesagt, nicht extrem sein, aber halt auch nicht völlig abstrakt. Imions Ansatz passt perfekt (und gibt nach ersten Tests auch gute Werte)

[Colgrevance]

Du bist in ein System gesprungen und hast nach dem Sprung nur noch wenig Treibstoff. Im Frachtraum befindet sich eine wertvolle (aber hochverderbliche) Ladung. Im System soll es Piraten geben, welche von einer Basis auf Planet X aus operieren.

Fliegst du
a) direkt zur Welt mit Raumhafen und stößt deine Ladung ab
b) zum nächsten Gasriesen, um aufzutanken
c) nahe an Planet X vorbei, weil das der kürzeste Weg nach a oder b ist
?

Alle diese Entscheidungen sind mit festen Entfernungen relativ witz- und belanglos, weil es dann nur EINE richtige Entscheidung gibt, welche in JEDEM System - ohne Varianz - zutrifft.

Dass es narrative Gründe gibt, eine Reisezeit zu variieren, ist mir schon klar, aber dazu reicht in meinen Augen immer noch die Traveller-Tabelle, die ich dann als SL natürlich etwas variiere. Ich muss mir dann nur noch einen plausiblen Grund ausdenken, warum Strecke A länger dauert als B - aber dazu kamen ja schon genug Vorschläge (relative Planetenposition, Exzentrizität und Inklination der Orbits, Hindernisse...).

[Colgrevance]

Ich habe ein paar Gründe warum ich Reisedistanzen/Zeiten brauche

• Die Tabelle im Traveller-GRW geht vom Fall aus, dass es nur eine wichtige Welt im System gibt. Wir spielen aber mit mehreren potentiell bewohnten Welten je System.
• Standard-Traveller geht davon aus, dass du jede Zielwelt Welt direkt anspringen kannst. Wir spielen nach Scouts mit dem Sprungschatten des Sterns, d.h. nicht jede Welt ist direkt anspringbar. Die Gruppe muss evtl. weiter außerhalb im System reinspringen und dann mit Unterlicht zum Ziel fliegen.
• Die Reisedistanzen bzw. Zeiten sind bei Traveller wichtiger als bei anderen Systemen, weil "leere" Zeit gleich Trainingszeit ist und außerdem Treibstoff verbraucht.
• Wir spielen eine Sandbox, es können sich während die Gruppe unterwegs ist Sachen entwickeln, andere Parteien kommen mit ihren Plänen weiter etc.
• Das Schiff der Gruppe ist zu einem Großteil unerforscht (vergleichbar mit Stargate Atlantis). Flugzeit ist also Abenteuerzeit.
• Traveller ist (verglichen mti Fate, Cypher System o.Ä.) relativ realistisch. Einige Spieler wollen daher auch eher plausible als narrative Lösungen, es ist einfach ein Teil des Spielgefühls. Das muss, wie gesagt, nicht extrem sein, aber halt auch nicht völlig abstrakt. Imions Ansatz passt perfekt (und gibt nach ersten Tests auch gute Werte)

Die Tabelle im GRW gibt erstmal - je nach Antriebsklasse - die interplanetare Reisezeit an. Das ist völlig unabhängig vom Sprungtriebwerk und der Tatsache, wo und wie viele relevante Planeten es gibt, und eigentlich doch genau das, was du haben wolltest. Zudem sind die Antriebe im 3. Imperium alle so leistungsfähig, dass die Reisezeiten nicht sooo extrem variieren - für die von dir geforderte plausible Abschätzung reicht das völlig aus. Und ich hatte ja geschrieben, dass ich das (je nach Planetenposition, Inklination etc.) noch variieren würde, so dass es natürlich auch nicht immer der gleiche Abstand ist - Imions Vorschlag ist da insofern hilfreich, als er einen Anhaltspunkt gibt, in welchem Bereich diese Variation stattfinden sollte.

Wenn du die tatsächlichen orbitalen Mechaniken nimmst und sicherstellen willst, dass die Planetenpositionen zwei Wochen später immer noch realistisch sind (da müssten die Spieler aber schon verdammt fit in Astrophysik sein, um das zu bemerken...), musst du eben die Orbits (Bahn und Geschwindigkeit) festlegen. Aber für die Reisezeit bräuchtest du dann immer noch Informationen über die Antriebsstärke der Raumschiffe...