0. #lang racket/base
1. (require 2htdp/universe 2htdp/image lang/posn)
2. ; The gravitational constant G
3. (define G 6.67428e-11)
4.  
5. ; Assumed scale: 100 pixels = 1AU
6. (define AU (* 149.6e6 1000))
7. (define SCALE (/ 250 AU))
8.  
9. (struct body (id px py vx vy mass radius color) #:mutable #:transparent) ;Structure of body
10. ;position in m, vector in m/s, mass in kg, radius in m
11.  
12. (define (force g mass otherMass distance) ;Calculate the force of attraction
13.   (/ (* g (* mass otherMass)) (expt distance 2)))
14.  
15. (define (directionOfForce dx dy force) ;Calculate direction of the force
16.   (let ([theta (atan dy dx)])
17.     (list (* (cos theta) force) (* (sin theta) force))))
18.  
19. (define (attraction body otherBody) ;Creates a vector to adjust planet heading depending on all other bodies
20.   (let* ([dx (- (body-px otherBody) (body-px body))]
21.          [dy (- (body-py otherBody) (body-py body))]
22.          [distance (sqrt (+ (expt dx 2) (expt dy 2)))]) ;Distance between bodys
23.     (if (= distance 0) (print "Hitt!")
24.         (directionOfForce dx dy
25.                           (force G (body-mass body) (body-mass otherBody) distance)))))
26.  
27. (define timestep (* 12 3600)) ;Half a day
28.  
29. (define (totalAttraction body bodies fxy) ;Creates a list of vectors, a vector for every body
30.   (if (equal? bodies '())
31.       fxy
32.       (totalAttraction body (cdr bodies) (map + fxy (attraction body (car bodies))))))
33.  
34. ;; gravity
35. ;; bodies ⇒ bodies
36. (define (gravity bodies timestep)
37.   (let* ([forces (for/list ([b bodies]) (totalAttraction b (remove b bodies) '(0 0)))]
38.          [vectors (for/list ([f forces][b bodies]) (list (+ (body-vx b) (* (/ (car f) (body-mass b)) timestep))
39.                                                          (+ (body-vy b) (* (/ (car(cdr f)) (body-mass b)) timestep))))]
40.          [positions (for/list ([v vectors][b bodies]) (list (+ (body-px b) (* (car v) timestep))
41.                                                             (+ (body-py b) (* (car (cdr v)) timestep))))])
42.     (for/list ([b bodies][v vectors][p positions])
43.       (body (body-id b) (car p) (car(cdr p)) (car v) (car(cdr v))
44.             (body-mass b) (body-radius b) (body-color b)))))
45.  
46. ;(struct body (id px py vx vy mass radius color)) ;just a reminder of the struct
47.  
48. ;A list of bodies, size of planets is not real... you woldent se the planets.
49. (define testCollPlanets (list
50.                          (body "Sun" 0 0 0 0 (* 1.98892 (expt 10 30)) 100 "yellow")
51.                          (body "Mercury" (* -0.387098 AU) 0 0 (* -47.362 1000) (* 3.3011 (expt 10 23)) 4 "red")
52.                          (body "Venus" (* 0.723 AU) 0 0 (* 35.02 1000) (* 4.8685 (expt 10 24)) 8 "brown")
53.                          (body "Earth" (* -1 AU) 0 0 (* -29.783 1000) (* 5.9742 (expt 10 24)) 8 "green")
54.                          (body "Mars" (* -1.5236 AU) 0 0 (* -24.077 1000) (* 6.4174 (expt 10 23)) 4 "orange")
55.                        ;  (body "Havoc" (* -1.2 AU) 0 0 (* -10 1000) (* 8 (expt 10 25)) 50 "green")
56.                          ))
57.  
58. (define (printBodies bodies scale) ;To print the numbers for control
59.   (if (equal? bodies '())
60.       (printf "Done\n")
61.       (let
62.           ([ p (printf "Position XY ~a \n" (list (body-id (car bodies))
63.                                                  (* (body-px (car bodies)) scale)
64.                                                  (* (body-py (car bodies)) scale)
65.                                                  (* (body-vx (car bodies)) scale)
66.                                                  (* (body-vy (car bodies)) scale)))])
67.         (printBodies (cdr bodies) scale))))
68.  
69. ;; setup
70. (define Width 1200)
71. (define xoffset (/ Width 2))
72. (define Height 720)
73. (define yoffset (/ Height 2))
74.  
75. ;; start-world (world left right ps vs as f)
76. (define starting-state testCollPlanets);position velocity
77.  
78. ;; world -> scene
79. (define (render-expr bodies)
80.   ;(printBodies bodies SCALE)
81.   (place-images
82.    (map (λ (b) (circle (body-radius b) "solid" (body-color b))) bodies)
83.    (map (λ (b) (make-posn (+ (* (body-px b) SCALE) xoffset ) (+ (* (body-py b) SCALE) yoffset ))) bodies)
84.    (empty-scene Width Height "black")))
85.  
86. ;; world -> world
87. ;; update velocities and positions
88. (define (tick-expr bodies)
89.   (gravity bodies timestep))
90.  
91. ;;
92. (big-bang starting-state
93.           (on-tick tick-expr)
94.           (to-draw render-expr Width Height))

=>