Астрономический портал www.galactic.name Рок энциклопедия Астрономия
www.galactic.name
Sun, 12 Jul 2020
Multilanguage

Astronomy Dnipro Ukraine - Facebook
Астрономам
Скачать

Астрономический портал
"Имя Галактики" запущен в сентябре 2007 года. Его цель - популяризация астрономии в самом широком смысле.




Як винаходили планетарій

Повернутись до [ Зміст розділу "Планетарій" ]

Про імітації зоряного неба в закритому приміщенні багато мріяли з давніх часів. Згадаймо, наприклад, Архімеда, який нібито побудував прилад, що імітує зоряне небо з планетами і навіть описав його у творі «Про виготовлення небесної сфери». Ані прилад, ані твір до нас не дійшли...

Московський планетарій
Московський планетарій

Але ось в книзі Вольтера «Вавилонська принцеса" (1768) описується овальний павільйон діаметром 300 футів, «синюватий звід якого, усіяний золотими зірками, представляв сузір`я з планетами, кожне на своєму реальному місці; і цей звід обертався так, як справжнє небо, за допомогою невидимих машин...» (Тут і далі - переклад автора).

Винахід телескопа (бл. 1609 г.) і пов`язаний з цим бурхливий розвиток астрономії став стимулом для будівництва механічних моделей астрономічного бачення світу. Перш за все, почали будувати механічні моделі геліоцентричної системи - з метою популяризації (тоді ще спірної) теорії Коперника. Оскільки всі планети рухаються навколо Сонця в одну сторону і майже в одній площині, то за допомогою набору валів і зубчастих передач виготовляли пристрої, де кульки-планети рухалися навколо центральної кулі-Сонця з дотриманням тих самих відносних швидкостей і відстаней, як на небі. Ці моделі називали Коперниканськими планетаріями. (малюнок 1).

Коперниканський планетарій
Традиційний Коперниканський планетарій,
в даному випадку - з шістьма планетами.
Такі механічні моделі Сонячної системи
отримали назви «орарій», по імені Ч.Бойлі,
графа Оррери, для якого близько 1712 року
було виготовлено один з примірників

Але були й інші підходи до моделювання. Зокрема, будували великі сфери (діаметром три метри і більше), всередині яких на нерухомій платформі з лавою сиділи глядачі (до 10-12), які спостерігали намальовані на внутрішній поверхні зірки і фігури сузір`їв. Сфера поверталася навколо своєї осі, паралельній земній, зі швидкістю добового обертання реального неба; іноді додавалася модель Сонця - позолочена кулька, яка рухалась вздовж намальованої екліптики в темпі річного руху нашого світила. Ці сфери-глобуси (бо їх зовнішня поверхня розмальовувалась, як глобус Землі) теж іменували планетарієм, або Птолемеєвським планетарієм. Першим з них був Великий Готторпский глобус, подарований Петру I, який знаходиться нині в Санкт-Петербурзі, в Кунсткамері.

Історія планетаріїв рішучим чином змінила свій хід в ХХ ст., і пов`язано це із заснуванням 1903 року Німецького музею в Мюнхені. Це був музей нового типу, де артефакти не лише експонуються, але є діючими моделями науково-технічних винаходів. За підказкою астронома Макса Вольфа, директора астрономічної обсерваторії в Гейдельберзі, Німецький музей захотів отримати діючі моделі планетаріїв - по типу історичних, але вдосконалені.

Як розвивалися події в зв`язку з цим, краще розповісти словами головних учасників. А це: Вальтер Бауерсфельд - берлінець за місцем народження, інженер-механік за освітою, який захистив в 26 років ступінь д.т.н. (Dr.-Ing) і 1905 року переїхав в Єну, щоб на 40 років стати провідним інженером фірми «Carl Zeiss»; д-р Вальтер Віллігер (1872-1938) - професійний астроном, який потрапив в Єну в 1902 році і з 1913 року пропрацював 25 років науковим керівником цеху астрономічних приладів; Франц А. Майер (1868-1933) - перший дипломований інженер-механік заводу Цейса з 1903 року.

Ось як Майер описав хід подій в «Журналі Союзу німецьких інженерів» в 1925 році: «Коли в 1911-1912 роках з`явилася ідея відкрити астрономічну виставку в Німецькому музеї за допомогою вдосконалених і великогабаритних планетаріїв, в Німеччині не знайшлося фірми, яка побажала прийняти замовлення на їх конструювання і будівництво. Фірма «Carl Zeiss» в Єні спочатку також відхилила цю пропозицію, тому що труднощі вимог, які було пред`явлено керівництвом Музею, здавалися нездоланними. Тільки восени 1913 року фірма «Carl Zeiss» виявила готовність взятися за цю роботу після того, як попередні розробки та ескізи переконали в її здійсненності. Заплановано було зробити два планетарії: один мав показувати зірки і планети так, як їх видно з Землі; другий, навпаки, мав би стати моделлю реальної картини, де Земля й інші планети кружляють навколо Сонця. Щоб їх розрізняти, перший назвали Птолемеєвським, а другий - Коперниканським планетарієм...»

Перша світова війна перервала реалізацію цих планів, але з 1918 року роботи поновилися. Коперниканський (або механічний) планетарій сконструювала і побудувала група під керівництвом Ф.Майера. Відмінність їх конструкції від типових історичних моделей в тому, що якщо останні дають вид Сонячної системи зверху, то конструкція групи Майера - вид знизу: в циліндричному приміщенні діаметром 12 м і висотою 2,8 м глядач, який стоїть на підлозі, бачить планети підвішеними до приводного механізму під стелею (малюнок 2).

конструкція групи Майера
Конструкція групи Майера - вид знизу: в циліндричному приміщенні
діаметром 12 м і висотою 2,8 м глядач, стоїть на підлозі,
бачить планети підвішеними до приводного механізму під стелею
(Тисніть для збільшення)

Інша група під керівництвом В.Бауерсфельда працювала над моделлю за зразком Готторптского глобуса. Ось що писав про це сам В.Бауерсфельд. «Незадовго до війни Голова Німецького музею д-р Оскар фон Міллер звернувся до фірми «Carl Zeiss» з пропозицією побудувати планетарій, в якому глядач міг би спостерігати рух небесних світил всередині полусферичної порожнини точно так, як зірки спостерігаються з Землі. При цьому спочатку припускали, що нерухомі зірки зображатимуться маленькими лампочками, розміщеними по сферичній бляшаній оболонці. В цілому ця оболонка мала обертатися навколо осі, паралельній земній осі. Сонце, Місяць і планети мали зображатися дисками, що світяться, які за допомогою відповідного механізму повинні були рухатися по внутрішній стороні сферичної оболонки так, щоб вийшли відомі епіциклічні траєкторії небесних тіл. Цей рух мав здійснюватися з такою швидкістю, щоб події одного року проходили б за кілька хвилин. Уже перші розробки показали, що тут ми стикаємось із завданням, яке механічно є майже неможливе...» («Журнал Союзу німецьких інженерів», 1924).

Про ці ж труднощі розповідає В.Віллігер в своїй книзі «Das Zeiss Planetarium» / Jena, 1927 /. «...Пропозиція фон Міллера після багатьох спроб не знайшла задовільного рішення. І це зрозуміло, тому що отримати точну модель природи неможливо, якщо прагнути досягти мети за допомогою неповороткого механізму, тобто за допомогою пристрою, який ніколи не буде в змозі скопіювати таємничий безшумний світовий хід Природи...». І раптом в березні 1919 року В.Бауерсфельд несподівано для всіх запропонував інший підхід до задачі. Його слова зберіг нам В.Віллігер. «...Якою ж щасливою була думка доктора Бауерсфельда, який зробив таку пропозицію: «Велика сфера мала бути нерухома, а її внутрішня біла поверхня повинна була стати екраном для багатьох малих проекторів, розміщених в центрі сфери. Взаємне положення і рух маленьких проекторів мало управлятися відповідним механізмом так, аби створювана на екрані картина небесних тіл і видимих неозброєним оком сузір`їв за положенням і рухом була такою, яку ми звикли бачити в природі поза приміщенням»... Навівши ці історичні слова винахідника проекційного або оптико-механічного планетарію, В.Віллігер додав: «З Птолемеєвським планетарієм цей пристрій нічого спільного не має, бо [проекційний] апарат повинен давати нам точне зображення природи, штучний небосхил, і ми побачимо, що для здійснення цього в конструктивному виконанні застосовані основи нашого сьогоднішнього світогляду, доктрини Коперника». Відзначимо, що цей підхід В.Бауерсфельда був справжнім розривом із зацикленістю конструкторів на чисто механічних моделях попередніх століть. Це був ідейний прорив в дусі технічного прогресу початку XX ст. - епохи зародження фото- і кіноіндустрії і розробки перших проекційних апаратів.

Конструктори цеху оптичних інструментів, де доповідав В.Бауерсфельд, з ентузіазмом прийняли його ідеї. Почалася технічна розробка першого в світі оптико-механічного проекційного Апарату Планетарій (далі: АП). І вже через три з половиною роки, в жовтні 1922 року фірма «Carl Zeiss» отримала державний патент № +391031, кл. 42 h, група 23 на «Механізм для проектування сузір`їв на сферичний екран». За рік був побудований сам АП - пізніше його назвуть «Zeiss I» (малюнок 3) - і розпочато будівництво куполоподібної будівлі діаметром 16 м на пласкому даху одного із заводських корпусів фірми. В серпня 1924 року перший в світі планетарій прийняв глядачів (малюнок 4).

Проекційний Апарат Планетарій «Zeiss I»
Проекційний Апарат Планетарій «Zeiss I».
Илюстрація з книги: Heinz Letsch, «Das Zeiss-Planetarium»,
видання 4-те, Єна, 1955

Знову слово В.Віллігеру: «П`ять років напруженої роботи знадобилося для всіх учасників, щоб здійснити ідею д-ра Бауерсфельда і створити штучне небо, яке перевершило всі очікування. Протягом цих п`яти років не бракувало скептиків, боротьба навколо штучного неба переживалася дуже близько, і не було віри в успіх. Однак все це відступило перед реальністю, коли модель була сконструйована: приголомшливе, збиваюче з пантелику штучне небо глибоко сприймалося в ті перші пам`ятні години. Ніякий опис не в змозі передати глибоке враження, яке отримуєш від цієї небесної моделі.


Первый в мире планетарий современного типа на крыше фабричного цеха
Перший в світі планетарій сучасного типу на даху фабричного цеху.
З журналу «Popular Astronomy», 1925, v.33, №7, p.447
(Тисніть для збільшення)
Минуло більше року з тих пір, як в цьому своєрідно сконструйованому куполі тонкої роботи - також побудованому за новою технологією, запропонованою В.Бауерсфельдом - на даху заводу «Carl Zeiss» вперше засвітилося штучне небо. З тих перших серпневих днів 1924 року, коли призначений для Німецького музею інструмент вперше був продемонстрований публіці, до кінця [січня] 1926 року близько 80000 людей відвідало штучне небо на заводському даху. Покладені на інструмент очікування повністю справдилися...».

У пресі всього світу з`явилися повідомлення про це чудо. Планетарій отримав всесвітню популярність, а фірма «Carl Zeiss» - десятки замовлень на АП. Перший примірник «Zeiss I» в 1925 році був переданий в Німецький музей, де для нього збудували будинок з 10-метровим куполом. А другий (і останній!) «Zeiss I» зайняв його місце в заводському планетарії.

Чому ж модель «Zeiss I» припинили робити? Справа в тому, що вона могла демонструвати зоряне небо тільки однієї широти, 51°, широти міста Єна (і майже Мюнхена). Звичайно, можна було б робити «Zeiss I» і для інших широт. Але конструктори вирішили створити універсальну модель («Zeiss II»), таку, щоб, сидячи в залі, скажімо, в Берліні, можна було побачити зоряне небо, наприклад, на широті Сіднея (Австралія). Розробка «Zeiss II», розпочата в 1923 році, була завершена 1925 року, а перший його примірник, побудований в 1926 році, став працювати в Берлінському планетарії.

Конструктивно дві перші моделі АП розрізняються, кажучи коротко, так. «Zeiss I» складається з однієї кулі, що несе проектори зірок, видимих тільки в північній півкулі Землі, і циліндричної ферми з приводами і проекторами Сонця, Місяця і планет. «Zeiss II» має вже дві кулі з проекторами всіх зірок (одна сфера для зірок північної півкулі Землі, інша - для південної) плюс двосекційну ферму між кулями з проекторами Сонця, Місяця і планет (малюнок 5).

Апарат Планетарій моделі «Zeiss II»
Апарат Планетарій моделі «Zeiss II»
(Тисніть для збільшення)

Ставши широко відомим в світі, АП моделі «Zeiss II» c 1927 року виробляється серійно на замовлення, незважаючи на солідну вартість: більше 100000 дол., Що для нашого часу еквівалентно 1000000 дол. У 1928 році планетарій з «Zeiss II» з`явився в Римі, в 1929 році - в Москві, в 1930-му - в Чикаго, в 1933-му - в Філадельфії і далі до 1940 року ще в 11 містах планети. Ці закордонні замовлення виконувалися паралельно із замовленнями для 12 німецьких міст, тож Німеччина до кінця 1930-х років стала «найпланетарізованою» країною світу.

З початком Другої світової війни виробництво АП припинилося, заводи були розбомблено. У 1945 році фірма «Carl Zeiss» розпалася на дві частини: східну, в Єні, і західну, в Оберкохені. Виробництво АП було відновлено в 1950-і роки. У 1960-і роки в Єні почали випуск малих АП, більш дешевих, які і тепер працюють в ряді міст СРСР: так, один з них з 1948 року успішно пропрацював майже 60 років в планетарії Нижнього Новгорода. [Також "малі Цейсси" працювали або досі працюють в таких містах, як Перм (РФ), Мінськ (Білорусь), Донецьк та Дніпро (Україна). В останніх двох містах ці апарати демонтовано. - прим.перекладача О.Логойди]

До цього часу з`явилися і нові виробники АП в США - фірма Spitz, в Японії - фірми Goto і Minalto і т.д. - всі вони почали з виробництва малих і середніх АП власного дизайну, але з урахуванням вихідних принципів АП Вальтера Бауерсфельда.

Статистичні дослідження поширення планетаріїв в світі до 1987 року виконав німецький історик астрономії д-р Діттер Б. Херрманн. Його статтю можна прочитати в чудовому збірнику «Планетарій. Виклик педагогам», випущеному ООН в 1992 році в рамках заходів з нагоди Всесвітнього Року Космосу. У статті читаємо: «Число планетаріїв в світі, виведене з усієї доступної інформації, на 1987 рік дорівнює 1600, не враховуючи планетаріїв з діаметром купола менше 5 метрів». Далі дізнаємося, що число планетаріїв стало швидко рости від початку космічної ери (4 жовтня 1957 р.), а після польотів на Місяць в 1968-1972 рр. це зростання стало експоненціальним.

У 1971 році було засновано International Planetarium Society (IPS), який щоквартально видає журнал «The Planetarian» ( «Працівник планетарію») плюс публікації на спеціальні теми, і раз на два роки збирає своїх членів на конференції, видаючи потім їх «Праці». Так, в «Працях» 10-ої конференції IPS`90 знайдемо статтю того ж Херрманна, де він розповідає про еволюцію сеансів в планетарії від чисто навчальних занять до театралізованих шоу. Додамо, що еволюціонують і самі АП, і будівлі планетаріїв: замість класичних споруд з вертикальним куполом і круговим розміщенням крісел для глядачів у 1980-ті рр. з`явилися будівлі, де всі крісла односпрямовані, а купол-екран нахилений до 30° від глядачів. Ці зміни зумовили нові покоління АП: з 1967 року в Єні випускають модель АП «Spacemaster», де вперше до трьох колишніх осей обертання (малюнок 5) додано четверту, вертикальну вісь, навколо якої АП обертається вцілому. Це нове обертання картини по азимуту плюс нахил купола-екрана роблять демонстрації космічних польотів навколо Землі, до Місяця і т.д. реалістичними, перетворюючи глядачів на учасників цих польотів. Фантастика? Переконайтеся самі, відвідавши такий планетарій, який запрацював в жовтні 2007 року (до 50-річчя початку космічної ери) в Нижньому Новгороді, - перший в РФ, побудований з ініціативи ентузіастів, які виховувалися на малому АП, випущеному до 1945 року.

На закінчення згадаймо традицію, яка розпочалась 1930 року, - будувати іменні та меморіальні планетарії, що носять ім`я знаменитості або дарувальника грошей на будівництво. Сьогодні в світі їх десятки; але, на жаль, немає ще планетарію імені його винахідника (і АП, і методу будівництва купола). У зв`язку з цим висловимо побажання, щоб до 100-річчя винаходу АП (в 2019 р.) планетарій в Берліні - на батьківщині винахідника - назвали ім`ям Вальтера Бауерсфельда.

Джерело: www.technicamolodezhi.ru

Переклад - Олекса Логойда

[ Зміст розділу "Планетарій" ]

Смотрите также [ Библиотека любителя астрономии ] - астрономические книги
Смотрите также [ Статьи по астрономии ] - астрономические рефераты
Смотрите также [ Планетарий ] - статьи на тему астрономии
Смотрите также [ Новости астрономии ]






Astronomical Portal
www.galactic.name

Copyright © 2007- 2020 - www.galactic.name

поддержи
наш сайт!