Planetarium.pl - Planetaria w Polsce

Z inicjatywy M. Wolfa (1863-1932), długoletniego dyrektora obserwatorium astronomicznego w Heidelbergu, postanowiono w swoim czasie nowowzniesiony budynek Niemieckiego Muzeum w Monachium wyposażyć również w urządzenie, które umożliwiłoby demonstrowanie większemu gronu widzów zjawisk na gwieździstym niebie, tak jak się one nam przedstawiają z powierzchni Ziemi.

W sprawie technicznego wykonania tych planów zwrócił się dyrektor Muzeum, Oskar von Miller, do firmy Carl Zeiss w Jenie. Propozycja dra Bauersfelda, który się tym zagadnieniem zajął, szły w tym kierunku, aby planety, Słońce i Księżyc, jak również niebo gwiaździste przedstawić za pomocą systemów ruchomych projektorów, umieszczonych w środku kopuły. Po 5-letniej wytężonej pracy przy biurku i warsztacie, można było w dniu 31 lipca 1924 r. po raz pierwszy zademonstrować próbne urządzenie, zainstalowane na dachu Zakładów Zeissa. Rys. 1 przedstawia powstałe wówczas wspaniałe dzieło mechaniki i optyki. Pierwsze takie urządzenie zainstalowano w maju 1925 r. w Muzeum monachijskim, zaś drugie z kolei postanowiono zainstalować w r. 1926 w Dusseldorfie, skąd je przeniesiono w latach 1933/34 do Hagi (Holandia).

Prawie kulisty korpus (u góry) zawiera wewnątrz silną żarówkę, której światło za pomocą 31 małych aparatów projekcyjnych odtwarza obraz 4500 gwiazd od pierwszej do szóstej wielkości (widocznych gołym okiem), znajdujących się na płytach diapozytowych. Wiernie odtworzone niebo gwieździste świeci na półkulistym białym ekranie kopuły. Dalsze 11 projektorów odtwarza rozmyty zarys pasa Drogi Mlecznej, wreszcie 30 dalszych dodatkowych aparatów umożliwia odtwarzanie na ekranie nazw najbardziej znanych gwiazdozbiorów. Ta kula, najeżona projektorami, posiada średnicę ok. 0,5 m. Z nią na wspólnej osi osadzony jest tzw. "korpus planet". Jest nim ażurowo zbudowany walec (na rys. 1 po prawej stronie), w którym znajdują się przedziały jeden na drugim, mieszczące ruchome projektory dla Słońca, Księżyca oraz widocznych gołym okiem planet: a więc dla Merkurego, Wenus, Marsa, Jowisza i Saturna. Za pomocą specjalnych silników oraz odpowiednich kół zębatych - i to właśnie jest najbardziej charakterystyczne dla tego instrumentu - przez obrót całości naokoło odpowiednich osi można odtworzyć jeden dzień w 4 minutach, 2 minutach lub 50 sekundach, jeden rok w 4 minutach, 1 minucie bądź 7 sekundach i przez to uzyskać pogląd o ruchach ciał niebieskich.

Wreszcie dalszy powolny dodatkowy obrót umożliwia odtworzenie tzw. "wielkiego roku". Jest to obrót osi ziemskiej wokół prostopadłej do płaszczyzny orbity Ziemi w ciągu 26000 lat, czyli tzw. zjawisko precesji, tj. przesuwanie się punktu równonocy wiosennej po ekliptyce. Ruch ten wywołuje m.in. przesunięcie nieba gwiaździstego tak dalece, że po upływie 13000 lat nasze obecne gwiazdozbiory zimowe zdobią niebo letnie i odwrotnie. Gwiazdozbiory, obecnie niewidoczne pod południowym horyzontem (np. znany Krzyż Południa) wynurzają się. Oś ziemska w przeciągu tych tysięcy lat skierowana jest wciąż na inne "gwiazdy polarne". Przebyte tysiące lat ukazuje na ekranie kopuły specjalny "optyczny licznik".

Nie brakowało propozycji, aby konstrukcję instrumentu jeszcze wszechstronniej udoskonalić, aby przez to osiągnąć jeszcze większą zdolność odtwarzania zjawisk niebieskich, które możemy obserwować z Ziemi. Uwzględniając wszelkie techniczne możliwości zbudowano instrument, znany jako "Planetarium Zeissowskie".

Ten nowy przyrząd miał przede wszystkim umożliwić zademonstrowanie nieba, widzialnego z dowolnej szerokości geograficznej; cel ten osiągnięto przez obrót całego instrumentu naokoło poziomo leżącej osi Wschód-Zachód. Ze względu jednak na konieczność równomiernego rozłożenia poszczególnych części okazało się konieczne przekonstruowanie całego przyrządu; w ten sposób powstał instrument o układzie całkowicie symetrycznym, jak to widać na rys. 2 i 3. Korpus gwiazd rozdzielono na dwie głowice, z których każda najeżona jest 16 systemami projektorów, służących do odtwarzania całego, tak północnego, jak i południowego nieba (pierwszy instrument uniemożliwiał pokazanie gwiazd położonych wokół południowego bieguna nieba) i utworzono dwa ażurowe tzw. "korpusy planet", w których znajdują się przedziały, zawierające Słońce, Księżyc i Saturna oraz Merkurego, Wenus, Marsa i Jowisza. Instrument, zbudowany w taki sposób (rys. 2 i 3) pozwalał odtworzyć następujące zjawiska niebieskie: 9000 gwiazd do 6,5 wielkości gwiazdowej, całą wstęgę Drogi Mlecznej, widoczne gołym okiem gromady kuliste oraz mgławice, Słońce z otaczającym je blaskiem światła, Księżyc z jego fazami oraz planety: Merkurego, Wenus, Marsa, Jowisza i Saturna; przy czym dwie ostatnie, celem odróżnienie ich od innych planet, są w ten sposób odtworzone, jak się nam przedstawiają w lunecie przy 20-krotnym powiększeniu (Jowisz z pasami chmur, Saturn z pierścieniami). Marsa można odróżnić po jego czerwonym blasku. Nadto Planetarium Zeissowskie pozwala na przedstawienie pewnych astronomicznych elementów, niezbędnych do dokładnego zrozumienia ruchów Słońca, Księżyca oraz planet. Są to: południk, sieć równikowych współrzędnych z podziałem miesięcznym i dziennym, ekliptyka (pozorna droga Słońca), światło zodiakalne oraz "przeciwblask", licznik lat, tarcza precesji dla odczytu minionych tysięcy lat oraz nazwy gwiazdozbiorów. Planetarium Zeissowskie może wykonywać następujące ruchy: dzienny obrót nieba w 1 i w 4 minutach, roczny ruch nieba w 7 sekundach, w 1 w 4 minutach, ruch precesyjny w 1,5 minuty, wędrówka po Ziemi od bieguna do bieguna w ciągu 7 minut dla zademonstrowania nieba, widzialnego w różnych szerokościach geograficznych, przy czym szczególnie pełna wrażeń jest odtworzona przez Planetarium noc polarna. Ruch dzienny, roczny i precesyjny sprzęga się automatycznie i we właściwym związku.

Do tak wszechstronnie rozbudowanego aparatu w ciągu następnych lat doszło jeszcze kilka urządzeń, z których część połączono bezpośrednio z instrumentem, zaś resztę ustawiono obok tablicy rozdzielczej aparatu, obsługiwanej przez prelegenta. Do tych należy przede wszystkim projektor do odtwarzania komet, projektor do odtwarzania gwiazd spadających oraz projektor systemu słonecznego. Projektor kometarny jest to niewielki przyrząd w kształcie skrzynki, przymocowany do północnej kuli z projektorami. Pozwala on na odtwarzanie interesującej komety z ubiegłego stulecia - komety Donatiego z roku 1858 - która przeszła niebem po dużym łuku, stanowiąc jedno z najefektowniejszych zjawisk. Zjawiskiem, które stale wywołuje wielkie wrażenie przede wszystkim wśród laików, są gwiazdy spadające. Specjalny projektor pozwala na odtworzenie w Planetarium tak pojedynczych meteorów, jak również rojów meteorów wychodzących z pewnych kierunków (np. rój "Perseid" w sierpniu), a ich całkowicie bezszmerowe nagłe ukazywanie się wzbudza zawsze wielkie zainteresowanie wśród odwiedzających Planetarium. Odtworzenie zjawiska gwiazd spadających odbywa się za pomocą ruchomych tarcz blendowych, ustawionych przed płytą szklaną, zawierającą liczne, cieniutkie kreski, przepuszczające światło.

Wszystkie wspomniane zjawiska są spojrzeniami na niebo obserwatora, znajdującego się na Ziemi. Za pomocą specjalnego "projektora układu słonecznego" (rozwiązanego również przez Bauersfelda - według idei prof. Siedentopfa) możemy podziwiać widok naszego układu planetarnego z punktu położonego poza Ziemią i tym sposobem dać widzowi przeżycie, które normalnie nie jest możliwe. Prostopadle do orbity Ziemi opuszczamy naszą planetę i udajemy się do punktu odległego o 2,4 miliardów kilometrów; jest to oddalenie, wynoszące 1,7 odległości Saturna. Stamtąd ukazuje się nasze Słońce jako jasna gwiazda w pobliżu dwu obiektów, zwanych Małym i Wielkim Obłokiem Magellana, a położonych na południowym niebie. Dookoła krążą planety jako małe gwiazdy, przy czym Ziemia ukazuje się jako gwiazda 2,2 wielkości gwiazdowej. Jasności pozostałych planet są następujące: Merkurego 3,9, Wenus 1,1, Mars 5,0, Jowisz 0 i Saturn 1,8 wielkości gwiazdowej. Prędkości, z jakim planety obiegają Słońce, dają się dowolnie regulować. Najszybszy obieg Ziemi dookoła Słońca wynosi 5 sekund. Projektor układu słonecznego składa się z dwu ze sobą połączonych rur; w jednej z nich znajduje się system odtwarzający Słońce, natomiast w drugiej umieszczony jest przyrząd do projekcji oraz ruchu planet. Specjalnie wbudowane urządzenie tłumi szmer silników, umożliwiając w ten sposób widzowi wolną od zewnętrznych zakłóceń obserwację obiegu Ziemi i jej sióstr dookoła Słońca (rys. 4).

Wreszcie Planetarium Zeissowskie uzupełniono przez wyposażenie w następujące przyrządy: projektor dla zaćmień Słońca i Księżyca, celem umożliwienia odtwarzania tych zjawisk niebieskich; projektor dla odtwarzania postaci gwiazdozbiorów według antycznej babilońsko-greckiej mitologii; przyrząd ten może wyświetlić również światło zodiakalne oraz zorzę polarną; urządzenie do unaocznienia tzw. czasu średniego słonecznego dla zademonstrowania różnicy pomiędzy czasem prawdziwym i średnim (równanie czasu); wreszcie przyrząd do zobrazowania rocznego paralaktycznego ruchu gwiazd, wywołanego obiegiem Ziemi dookoła Słońca. Do tego celu wybrano najjaśniejszą gwiazdę na niebie, a mianowicie Syriusza, który posiada zresztą także odrębny projektor (27 na rys.2). Połowa wielkiej osi powstającej tu elipsy aberacyjnej wynosi ok. 1°, co odpowiada powiększeniu paralaksy Syriusza (0,36", pod tym małym kątem widoczny jest z Syriusza promień orbity Ziemi) o ok. 10000 razy.

W postaci Planetarium Zeissowskiego stworzono urządzenie techniczne o dużej dydaktycznej wartości, dając przyrząd umożliwiający studium nieba i jego ruchów niezależnie od pogody, w każdym czasie i z nieomal dowolną prędkością ruchów. Naturalnie jest rzeczą niemożliwą wszystkie przytoczone tu zjawiska zademonstrować w ciągu jednego seansu, gdyż zamiast wytworzenia poglądu mogłoby to wywołać chaos. Dyrekcje różnych planetariów zeissowskich (do roku 1943 firma Zeiss zbudowała 27 planetariów dla Europy, Ameryki i Japonii) w toku ciągle zmienianych cykli seansów starają się stopniowo zademonstrować wszystkie interesujące zjawiska nieba obserwowanego z Ziemi.

[Wg czasopisma Urania - Jena rok 12, zeszyt 7 (1949)].

Rys. 1. Aparat projekcyjny

Rys. 2. Schemat planetarium

I - I Oś biegunowa planetarium zorientowana prostopadle względem równika ziemskiego. II - II Oś ekliptyki prostopadła do orbity Ziemi. III - III Oś obrotu całości aparatury dla nastawienia jej na dowolną szerokość geograficzną. Leży ona dokładnie w kierunku wschód-zachód.

1) Podwozie, 2) wyłączniki przewodów, 3) część środkowa z urządzeniem przekładniowym, 4) oś obrotu całości aparatury dla nastawienia jej na dowolną szerokość geograficzną, 5) dwa silniki dla ruchu dobowego sfery niebieskiej; 1 doba w ciągu 4 minut, w 1 minucie lub 50 sekundach, 6) 3 silniki dla ruchu rocznego, 1 rok w 4 minutach, 1 minucie, 50 sekundach i 6 sekundach, 6a) ruch precesyjny, 6b) silnik dla zmiany szerokości geograficznej; wędrówka po Ziemi w ciągu 7 minut, 7) 8) pierścienie ślizgowe dla elektrycznych połączeń, 9) dwa projektory dla Księżyca, 10) aparatura dla Słońca z otaczającym je blaskiem, projektory dla światła zodiakalnego i "przeciwblasku" łącznie 7 projektorów, 11) 2 projektory dla Saturna, 12) dwa projektory dla Merkurego. 13) 2 projektory dla Wenus, 14) 2 projektory dla Marsa, 15) dwa projektory dla Jowisza, 16) 16 projektorów dla odtwarzania gwiazd nieba północnego, 17) 16 projektorów dla odtwarzania gwiazd nieba południowego, 18) 12 projektorów dla Zodiaku, równika niebieskiego i biegunów świata, 19, 20) 30 projektorów dla nazw gwiazdozbiorów, 21) projektory dla południka (2 kule, zawierające po 2 projektory), 22) projektor dla gwiazd stałych, 23) projektor dla południka, ekliptyki oraz nazw gwiazdozbiorów, 24, 25) 2 projektory dla Drogi Mlecznej, 26) 2 projektory dla Obłoków Magellana, 27) projektor dla Syriusza, 28, 28a) licznik tysięcy lat przy odtwarzaniu procesu precesyjnego, 29) odczyt skali lat, 30) mechaniczne przesłony dla gwiazd (celem zasłonięcia ich pod horyzontem), 31) mechaniczne przesłony dla nazw gwiazdozbiorów, 32) lampy służące do oświetlenia pomieszczenia, biało-niebieskie, 33) lampy dla oświetlenia horyzontu.

Rys. 3.

Rys. 4. Projektorium

Rudolf Brandt - Sonneberg (NRD). Tłumaczył Jan Kasza - Ruda Śląska
Artykuł ukazał się w czasopiśmie Urania
Tekst do publikacji elektronicznej przygotował Bartosz Dąbrowski