Планетарий (прибор)

Идея построить прибор, имитирующий звёздное небо и планеты, возникла очень давно. Так, подобный прибор был построен Архимедом и описан в его сочинении «Об изготовлении небесной сферы». Увы, ни прибор, ни сочинение не сохранились. Гиппарх и греческие астрономы уже практически применяли наблюдательные результаты в простом пересчитывании эпохи наблюдений на интересующую дату, а координаты астрономических объектов фиксировали простейшими угломерными инструментами (Солнце, Луна и планеты).

Изобретение телескопа и появление гелиоцентрической модели мира стало поводом для строительства механических моделей движения планет. Так как все планеты движутся в одну сторону и почти в одной плоскости, с помощью набора валов и зубчатых передач изготавливали устройства, где шарики-планеты двигались вокруг центрального шара-Солнца с соблюдением тех же относительных скоростей и расстояний, как на небе. Эти модели называли коперниковскими планетариями.[3]

Но были и иные подходы к моделированию. Вольтером в книге «Царевна Вавилонская» было описано следующее устройство: «Среди садов, между двумя каскадами, высился овальной формы чертог в триста футов диаметром. Его лазоревый свод, усеянный золотыми звездами, воспроизводил точное расположение созвездий и планет. Он вращался, подобно заоблачной тверди, управляемый такими же невидимыми механизмами, как те, которые управляют движением небес». Это так называемый птолемеевский планетарий. Обычно он представлял из себя сферу диаметром три метра и более, внутри которой сидели зрители, наблюдавшие нарисованные на внутренней стороне звёзды и планеты. Сфера вращалась вокруг оси, параллельной земной, со скоростью вращения реального неба. Иногда добавлялась модель Солнца в виде позолоченного шарика, двигавшаяся вдоль нарисованной эклиптики в соответствии с реальным годовым движением светила. Наружную же поверхность шара обычно разрисовывали как глобус. Большой Готторпский глобус, подаренный Петру I и находящийся ныне в Санкт-Петербурге, в Кунсткамере, является именно таким глобусом-планетарием.

Хорошим примером «типичного» планетария 1960-х является Универсальный планетарий тип 23/6, произведённый народным предприятием Carl Zeiss Jena в ГДР. Он представлял из себя четырёхметровый гантелеобразный объект с шарами диаметром 740 мм на обоих концах, предназначенными для проецирования северной и южной небесной полусфер. На раме, соединяющей сферы, было установлено около 150 независимых проекторов, предназначенных для планет, Солнца и некоторых звёзд.

Каждая сфера отвечала за примерно 4500 звёзд соответствующей небесной полусферы. Изображение звёзд создавалось крошечными отверстиями диаметром от 0.023 до 0.452 мм, сделанными в медной фольге. Чем больше отверстие, тем больше света через него проходит, и тем ярче будет изображение звезды. Эта фольга вкладывалась между двумя стёклами и образовывала «звёздную пластинку». Каждая сфера освещалась 1500-ваттной лампочкой. Система асферических собирающих линз, располагавшаяся внутри каждой сферы, фокусировала свет на пластинках. 23 наиболее значимых звезды имели свои собственные проекторы, которые создавали изображение не точки, а небольшого светящегося диска, который к тому же мог быть окрашен: Бетельгейзе и Антарес были красноватыми, а Ригель и Спика имели голубоватый оттенок. Изображение Млечного Пути создавалось проектором барабанного типа, усеянным несфокусированными мельчайшими отверстиями, сделанными в соответствии с фотографиями нашей галактики. Специальные проекторы могли имитировать колебания светимости таких переменных звёзд, как Алголь и Мира (звезда), другие же могли создавать изображения созвездий, исторически важных комет, сторон света и разных астрономических феноменов. Когда звезда или планета заходила за горизонт, наполненная ртутью заслонка под действием силы тяжести загораживала свет.[4]

В недавнее время планетарии расширили свой репертуар. Они не ограничиваются демонстрацией звёздного неба, а способны также демонстрировать полнокупольное видео или лазерные шоу, которые комбинируют музыку и рисуемые лазером узоры. Последнее поколение планетариев, такие как Digistar 3 от Evans & Sutherland, Fidelity от Global Immersion или DigitalSky от Sky-Skan создают полностью цифровое изображение неба: один проектор и линза «рыбий глаз» или несколько цифровых или лазерных видеопроекторов, установленных по кругу под куполом, могут вывести любое изображение, которое будет предоставлено компьютером. Это даёт оператору огромную гибкость и позволяет ему показывать не только современное ночное небо, видимое с Земли, но и любое изображение (включая ночное небо, видимое в любое время и в любом месте, даже на других планетах).

В то время как многие планетарии являются системами из одного или нескольких больших проекторов, серия LITE Emerald planetariums, от 42 до 62 фунтов, и Digitarium Iota и Delta 3 Digitalis Education Solutions, Inc, массой 20.6 и 33.5 фунтов соответственно, обслуживают передвижные планетарии.

Планетарий Zeiss

17 ноября 1846 года в немецком городе Йене заработало механическое ателье по изготовлению оптико-механических приборов, что и стало датой создания предприятия Carl Zeiss Jena,[5] создателем которого был конструктор-механик, инженер-предприниматель — Карл Фридрих Цейс, награжденный 1886 году — почетной медалью конгресса российских врачей. Соратниками Карла Цейса были: Альберт Кенинг, Эрнст Аббе, Пауль Рудольф. Механиками Carl Zeiss Jena в 1984 году сконструирован проектор звездного неба с компьютерным управлением «Косморама». Главная разработка 1902 года — четырех линзовый объектив «Тессар», который до сих пор выпускается на предприятии Carl Zeiss Jena.

Spitz Star планетарий

Лаборатория Арманда Спи́ца была создана в 60-х годах для разработки и производства альтернативных приборов-трафаретов бренда «Планетарий» в США. Основоположник-руководитель — Armand Spitz.[6] Thomas Industry Inc. — компания разработанного и сконструированного первого серийного прибора Spitz Model серии A, который имел форму додекаэдра и показывал звезды и явления астрономии . После кончины руководившего Thomas Industries inc. Дж. П. Томаса Спиц не продолжил работы в компании, а нашел финансовую поддержку и создал лабораторию Spitz.[7][8]

GOTO inc. основана в августе 1926 года японским конструктором-инженером Сэйдзо Гото для создания телескопов диаметром 25 мм для астрономов-любителей. В 1933 его бизнес вырос с открытием нового завода в Сетагая, Токио. В 1955 Гото совершенствует разработанный аппарат(прибор) Моррисона, поразивший его в Сан-Франциско, США. Сконструировав проектор в виде «перевернутой гантели» — прибор Гото разработал к 1970 году. В 1970 Модель «Astrorama», которая использовала проекторы для показа изображений на куполе высотой 23 метра, и это дало Goto вдохновение, что в планетариях мира на эту модель предложение будет соответствовать спросу, открыла новый горизонт в производстве планетариев. 9 февраля 1981 японский астроном Цутому Сэки обнаружил астероид (IAU-385), который был назван в честь основателя GOTO inc. — Seizo Goto.[9]

Японский предприниматель Кадзуо Тасима, создатель Minolta Co., Ltd., учреждает^{[когда?]} Nichi-Doku Shashinki Shoten — японско-германскую оптико-механическую компанию-производителя фото-камер в Японии. 11 ноября 1928 компания Minolta, несколько лет проработавшая как Nichi-Doku Shashinki Shoten, переименуется и откроет первый завод в городе Нисиномия, префектура Хиого. Тасима проявляет большой интерес к звездам.[10] Начинаются работы по созданию планетария. Minolta в сотрудничестве с Масанори Нобуокой — конструктором-любителем в 1957 представляет результат — первый планетарий, который был представлен публике на научной выставке в парке Хансин в 1958, и становится очень популярным.[11] В 2003 году Minolta Co., Ltd. объединится с Konica Corporation и создаст Konica Minolta Holdings, Inc.

Соучредитель-основатель Evans & Sutherland — профессора Дэвид Эванс и Айвэн Сазерлэнд (США) являются пионерами в производстве компьютерной графики. Поначалу их производство заключалось в разработке и выпуске программного обеспечения для внедрения систем, которые требовались в университете. Производство держалось на студентах университета. После рождения в 1968 Evans & Sutherland продукция компании используется военными и крупными промышленными фирмами для обучения и моделирования. Планетарий Evans & Sutherland — механический шар-проектор с гибридной цифровой проекцией.[12][13]

Emerald Planetarium — является уникальной астрономической обсерваторией в Израиле. На конвейерах Барката выпускаются проекционные системы Emerald Simulator, создаются планетарии и телескопические системы к ним, роботизированные купола и аэрокосмическое оборудование для промышленных предприятий — исследовательских центров.[14] Соединение «Живая обсерватория — Планетарий» может захватывать четкие детали изображения неба и отправлять онлайн данные прямо на купол планетария. Emerald LOPC — является революционной системой планетариев, которая позволяет в реальном времени воспроизводить ночное небо с помощью технологии fulldome.

Главный механик цеха по производству планетариев Такаюки Охира свою модель линзового планетария изготовил еще во время учебы в университете. В 2005 году Такаюки Охира основал Ohira Tech Ltd. (Япония). Финансирование работ до момента учреждения Ohira Tech Ltd. производилась заинтересованными организациями. Серия планетариев (яп. メガスター Megasutā)[15] это уже проекция 1,5 миллиона звезд, что в 100 раз больше, чем у обычного планетария. Его планетарии представляют собой гибрид оптико-механических и цифровых моделей.