2015年5月29日金曜日

小惑星のサイズ・軌道要素の分布のモデル化

宇宙シミュレーションゲームの中で、小惑星をランダムに生成したいのですが、そのサイズや軌道要素はできるかぎりリアルにしたい、というのが今回の趣旨です。



太陽系には知られている限り30万個以上の小惑星があり、検出下限を下回るものを含めるとそれをはるかに超える数があると予想されます。軌道要素が確定しているものだけでも、すべてをメモリ上に置いて時間発展をシミュレーションするのはオーバーヘッドが大きく、リアルタイムシミュレーションには向いていません。

そこで、小惑星の分布を確率変数でモデル化し、疑似乱数でランダムに生成することを考えます。こうするとメモリは最低限しか必要としませんし、実際にシミュレートする必要があるのはプレイヤー(カメラ)の近くだけで済みます。しかも体感的に無限の小惑星を置くことができます。

さて、小惑星が火星と木星の間に多く存在し、小惑星帯を形成していることはよく知られていますが、定量的にモデル化するにはどうしたらよいでしょう?