ланетарий Москвы. Центр популяризации естественно научных знаний

Статьи о музее Урании и его экспонатах

90 лет искусственному небу (1923 – 2013)

90 лет искусственному небу (1923 – 2013)

Вы любите смотреть на звёзды? Но сколько звёзд можно увидеть на ночном московском небе невооружённым глазом? 20, 30, 50? Как правило, в Москве больше звёзд не увидишь: облачность, яркое ночное освещение и смог лишают городских жителей этой возможности, а о таких явлениях, как метеоры, серебристые облака, кометы, речи вообще не идет…

На помощь приходит планетарий, «оптический прибор для проекции на внутреннюю поверхность полусферического купола изображений звёзд, планет, Солнца, Луны и других небесных объектов с соблюдением их относительной яркости, положения и движения». Современный аппарат способен показать картину неба при наблюдении из любой точки на Земле и в любой момент времени, как в прошлом, так и в будущем.

Сама идея имитации звёздного неба внутри помещения очень древняя. Попытки создания разных видов планетариев с целью обучения и эстетического созерцания известны в течение уже более двадцати веков. Одни планетарии показывали звёзды и планеты так, как их видно с Земли, другие, напротив, становились моделями реальной картины, где Земля и другие планеты вращались вокруг Солнца. Первый тип планетариев назвали, соответственно, Птолемеевским, а второй – Коперниковским планетарием.

planetariy_11_2009_03.jpg
Коперниковский (механический) планетарий в Немецком музее,
г. Мюнхен, 1918 год.

Например, в 1918 году в Германии был создан Коперниковский (или механический) планетарий, который сконструировала и построила группа под руководством Ф. Майера. Отличие этой конструкции от типичных исторических моделей в том, что если последние дают вид Солнечной системы сверху, то конструкция группы Майера давала вид снизу. В цилиндрическом помещении диаметром 12 м и высотой 2,8 м стоящий на полу зритель видел планеты подвешенными к приводному механизму под потолком.

В начале ХХ века история планетариев решительно изменила свой ход. Для мюнхенского Немецкого музея, в котором экспонаты представляли действующие модели новых научно-технических изобретений, было решено создать усовершенствованную модель планетария, воспроизводящего не только звёздное небо, но и движение планет.

Заслуга создания проекционного планетария принадлежит Оскару фон Миллеру (1855 – 1934 гг.), основателю и первому президенту Немецкого музея в Мюнхене (Германия). Развивая концепцию просветительской экспозиции, он решил сконструировать учебные пособия для демонстрации важнейших научных теорий. В частности, он хотел показать, как гелиоцентрическая теория Коперника объясняет видимое геоцентрическое движение небесных тел. Было понятно, что для наглядности и полноты эффекта коперниковской модели мира недостаточно, – необходимо вернуться к геоцентрической, птолемеевской картине Вселенной.

Известная фирма оптических приборов Карла Цейсса в Йене согласилась построить такой аппарат. Но как?

Ведущий инженер фирмы, Вальтер Бауэрсфельд, вспоминал: «Незадолго до войны Председатель Немецкого музея д-р Оскар фон Миллер обратился к фирме «Цейсс» с предложением построить планетарий, в котором зритель мог бы наблюдать движение небесных светил внутри полусферической полости точно так же, как звёзды наблюдаются с Земли. При этом сначала предполагали, что неподвижные звёзды будут изображаться маленькими лампами, размещёнными по сферической оболочке из жести. Вся оболочка должна вращаться вокруг оси, параллельной земной оси. Солнце, Луна и планеты должны изображаться светящимися дисками, которые с помощью соответствующего механизма должны двигаться по внутренней стороне сферической оболочки так, чтобы получились известные эпициклические траектории небесных тел. Это движение должно осуществляться с такой быстротой, чтобы события одного года проходили бы за несколько минут. Уже первые разработки показали, что здесь мы сталкиваемся с задачей, механически почти неразрешимой...»

planetariy_11_2009_01.jpg
Вальтер Бауэрсфельд (1870 – 1959 гг.) немецкий инженер и архитектор, изобретатель оптико-механического планетария.

Но в 1919 году, после окончания войны, именно Вальтер Бауэрсфельд (1870 – 1959 гг.) нашёл совершенно новое решение проблемы, выдвинув идею проекции небесных объектов в темном помещении при помощи небольшого и легко управляемого механизма. Он предложил заменить вращающуюся сферу неподвижной полусферой, используя её внутреннюю белую поверхность как экран для множества небольших проекторов, расположенных в центре. Обратившись к работам математика XVII века Христиана Гюйгенса, Вальтер Бауэрсфельд сконструировал звездные пластины с изображениями звезд, а также нашёл такие способы объединения суточного и годового движения, чтобы планеты оставались в правильной позиции друг относительно друга.

planetariy_11_2009_04.jpg
Первый аппарат планетарий «Цейсс I».

В октябре 1922 года фирма «Карл Цейсс» получила государственный патент на «Механизм для проецирования созвездий на сферический экран». Через год был построен сам аппарат планетарий, который назвали «Цейcс I». Он представлял собой сферу с проекторами звёзд, видимых только в Северном полушарии Земли, которую поддерживала большая, цилиндрической формы, расположенная под углом «планетная клеть» с приводами и проекторами Солнца, Луны и планет. Первая модель проецировала на купол-экран 4 900 звезд и демонстрировала звёздное небо только одной широты (51о, широта г. Йена).

Для испытания нового аппарата прямо на крыше одного из заводских корпусов фабрики Карла Цейсса фирма «Дюккерхофф и Видман» построила 16-метровый купол по новой, предложенной Вальтером Бауэрсфельдом, технологии. В августе 1923 года в 450-летний юбилей Николая Коперника жители Йены впервые увидели искусственное звёздное небо.

planetariy_11_2009_02.jpg

Гигантский купол, специально построенный на крыше завода Цейсса в Йене, принимает зрителей первого оптического планетария.

21 октября 1923 года в Мюнхене состоялась официальная демонстрация нового планетария широкой публике, и представленный проектор «Модель I» сразу назвали «Чудом из Йены». Точечная лампа накаливания помещалась в центре звёздного проектора. На его сферической поверхности диаметром 0.5 м размещался 31 объектив, в фокусе каждого из которых имелась металлическая пластинка с отверстиями; их относительное положение и размер соответствовали положению и яркости звёзд, видимых невооруженным глазом на данном участке неба. В целом картина представляла вид всего звёздного неба за исключением небольшой области вблизи южного полюса мира, занятой узлом крепления проектора. Вращаясь вокруг полярной оси, проектор демонстрировал суточное движение неба. Отдельная ось позволяла моделировать явление прецессии, представляющее колебание земной оси с периодом 26 тысяч лет и приводящее к смещению полярных звёзд и точек равноденствия и солнцестояния.

В печати всего мира появились сообщения об этом чуде. «Это – школа, театр и кино одновременно, школьный класс под небесным сводом и спектакль, в котором актёрами являются небесные тела», – писал астроном, профессор Стремгрен. Планетарий получил всемирную известность, а фирма «Карл Цейсс» – десятки заказов.

По конструкции первый проекционный планетарий не показывал эффект изменения широты места наблюдения. Чтобы преодолеть это, шар звёздного проектора разделили на два полушария: одно для северных звёзд, другое – для южных. Также сократили устройства для проекции планет и разместили их между разделёнными полусферами. Таким образом, в 1926 году появилась вторая модель планетария Цейсса, ставшая универсальным учебным прибором. «Цейсс II» демонстрировал 6 500 звезд обоих полушарий.

До начала Второй мировой войны 25 таких планетариев было установлено в Европе и пять в США. Московский планетарий открылся в 1929 году и стал тринадцатым в мире. Десять его предшественников функционировали в Германии, один – в Вене и ещё один в Риме. В Нью-Йорке планетарий открыли в 1935 году.

planetariy_11_2009_06.jpg

Аппарат планетарий Цейсса «Модель II».

Чтобы получить представление о принципиальном устройстве и работе аппарата планетарий, познакомимся более подробно с конструкцией второй модели. Аппарат имел форму гантели с двумя большими звёздными шарами на концах диаметром 75 см каждый. Каждый из шаров заключал в себе по 16 проекционных линз, объективы которых видны на поверхности. Изнутри мощные электролампы в 1000 ватт освещали проекционные фонари. Между линзой и объективом каждого фонаря помещалась пластинка-диапозитив из металлической фольги, в которой было просверлено около 200 мельчайших отверстий диаметром от четверти до одного миллиметра, повторяющих конфигурацию созвездий на небе. Таким образом, все пластинки вместе давали на экране точную картину определенного участка звёздного неба северного или южного полушарий. Когда лампы зажигались, на куполе-экране появлялись звёзды, и поскольку отверстия имели разный диаметр, то и яркость изображений звёзд на куполе была разная, как на реальном небе.

Звёздные шары соединялись с центральной частью аппарата цилиндрическими фермами, разделёнными на секции. В них располагались проекционные фонари планет, Солнца и Луны. Семь электромоторов центральной части аппарата приводили его в движение. При этом весь аппарат мог вращаться вокруг трёх осей. Полярная – обеспечивала суточное движение светил, ось эклиптики позволяла моделировать явление прецессии, а горизонтальная – перемещала наблюдателя по географической широте.

На каждом из больших звёздных шаров находились ещё и малые шары, которые проецировали на купол названия созвездий и давали положения важных астрономических точек небесной сферы. В целом аппарат состоял почти из 200 различных проекторов. Он был укреплен на тележке, при помощи которой его перемещали. Почти полвека, с 1929 по 1975 год, в Московском планетарии демонстрировал звёздное небо тринадцатый экземпляр второй модели большого Планетария Цейсса.

planetariy_11_2009_05.jpgСегодня этот универсальный прибор продолжает свою работу в обновлённом виде. С 2011 года в Большом Звёздном зале Московского планетария установлен самый совершенный одношаровой оптиковолоконный проектор звездного неба последнего поколения Универсариум «Модель IX» легендарной компании Карл Цейсс Йена. На 25-метровом куполе-экране он показывает 9 100 мерцающих звезд, максимально точно передает незабываемую картину звездного неба, воспроизводит астрономические явления в промежутке времени 10 тысяч лет.

В настоящее время всего в мире установлено и работает 81 аппарат Цейсса. Из них: в Северной Америке – 26; в Южной Америке – 3; в Западной Европе – 18; в Германии – 18; в Восточной Европе – 6; в Азии и Австралии – 10.

В раздел Статьи о музее Урании и его экспонатах

АНОНС

  • Большой Звездный зал
    Новогодние представления пройдут с 17 по 30 декабря
  • Конференц-зал / Лекция
    7 декабря 2016 года в 19-00 в конференц-зале Планетария выступит кандидат географических наук, доцент географического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова – Александр Викторович Федорченко.
  • Конференц-зал / Лекция
    21 декабря 2016 года в 19.00
  • Большой Звездный зал / Полнокупольная программа
    Премьера! Полнокупольный фильм посвященный уникальной космической миссии к ядру кометы 67Р Чурюмова-Герасименко.
  • Большой Звездный зал / Полнокупольная программа
    Лучшее за последние годы полнокупольное шоу
  • 4D кинотеатр / Стереофильм
    От истоков Вселенной, к сегодняшним знаниям человечества, в попытке исследовать неизведанное, и вперед в будущее без границ, Пространство: постигая космос знакомит зрителей ближе, чем когда-либо, с далекими планетами, Солнцем, Луной, галактиками, которые составляют безграничное пространство вокруг нас. Ошеломительное высокое разрешение и компьютерная графика погружают кинолюбителей в глубь тайн космоса невиданным ранее образом.
  • Малый Звездный зал
    Межпланетный экспресс домчит нас сначала к Солнцу, а затем доставит за пределы солнечного города. Мы почувствуем жар его центра и холод его окраин. Промчимся сквозь пространство и время со всеми остановками и выйдем на межзвездные рубежи. Удивительная галактическая бабочка махнет нам своим крылом … И тогда, мы поймем – нам пора возвращаться домой, в свой солнечный город, на свою родную планету, на Землю, ведь только здесь мы можем жить, совершать великие открытия и любоваться бескрайним космосом.
  • Большой Звездный зал / Концерт
    14 декабря 2016 г. в 21:00