Планетарий

Планетарий, прибор, наглядно представляющий движение планет с сохранением относительных размеров и положения их орбит. Последние, иногда со спутниками, изображаются шариками, насаженными на проволочки и приводимыми в движение при помощи рукоятки и передачи из зубчатых колес. Солнце изображается свечой или лампой в центре. Движения планет в таких П. совершаются по кругам и представляют лишь грубое приближение к действительности. В таких П. по необходимости совершенно не соблюдается масштаб в смысле правильного соотношения между размерами планет и расстояниями их от солнца. Наиболее совершенная модель этого рода находится в Deutsches Museum в Мюнхене, где т. н. Коперниканский П. сист. Майера занимает целую комнату, имея 0 12 At. Планеты подвешены к особым тележ-

дится платформа, движущаяся вместе с землею. Наблюдатель, став на платформу, видит движение планет, как они представляются нам с земли.

Несовершенства и громоздкость этой модели заставили искать другого решения вопроса и повели к изобретению в 1924 году проф. Бауерсфельдом в Иене конструкции оптического П. сист. Цейсса. Первая модель, установленная в Deutsches Museum в Мюнхене, была значительно проще по своей конструкции и не давала многого из того, что дает вторая (и последняя) модель, выпущенная в свет в 1926 году (фигура 1). Изображения планет даются рядом проекционных фонарей, находящихся в центре белого экрана полусферической формы, изображающего небесный свод. Фонари приводятся в движение сложным механизмом и с большой точностью воспроизводят видимые гео-центрич. движения планет. Наряду с планетами система других проекционных фонарей дает на этом же экране изображения всех видимых невооруженным глазом звезд,

в последних моделях до 9 800 шт. В результате получается полная иллюзия звездного неба, нафоне которого происходят движения планет, с воспроизведением суточного вращения небесного свода со всеми сопровождающими его явлениями, как то: восход и заход светил, кульминации, изменение вида неба в зависимости от часа ночи и времени года и т. д. Движения происходят с преувеличенной скоростью, что позволяет в течение немногих минут проследить явления, совершающиеся в природе за несколько месяцев или даже лет.

Устройство планетария системы Цейсса представлено на фигуре 2.

Здесь 1 — 1 — полярная ось, перпендикулярная к плоскости земного экватора; 2—2—ось эклиптики, перпендикулярная к плоскости земной орбиты; 3—3 — ось В,—3., расположенная в экваториальной плоскости (ось вращения всего аппарата для изменения географической ш дроты); на этой оси

3 Восток

		г .Ц-i
0	1т	2 тонны j	Зт	4/п 5 т

Запад

Восток

Фигура 2.

могут вращаться все аппараты, проектирующие звезды и планеты, что позволяет представлять вид неба для любой точки земли—от северного до южного полюса; пересечение трех осей 1—1, 2—2, 3—3 находится в центре купола зрительного зала П. на высоте 3 метров i от пола зала; 4, 5—32 проекционных аппарата, находящихся на двух больших, шарах (N и S), дающих звезды северного и южного неба, в общем количестве до 9 800 звезд от первой до шестой величины; 6— три проекционных аппарата для Магеллановых облаков и Сириуса; 7, 8—32 проекционных аппарата с названиями созвездий и прецессионных часов;

9, 10—два проекционных аппарата для Млечного пути; 11—10 проекционных аппаратов для солнца, его ореола, луны, Сатурна и зодиакального света, со всеми необходимыми движениями; 12—8 проекционных аппаратов и движущих механизмов для Меркурия, Венеры, Марса и Юпитера; 13, 14—12 проекционных аппаратов для зодиакального пояса (эклиптики) и линии экватора, а также точек северного и южного полюса; 15, 16—4 проекционных аппарата для линии меридиана; 17—1 проекционный аппарат для отсчета шкалы годов (счетчик лет); 18—2 двигателя для суточного движения: сутки в 1 минуту и в 4 мин.; 19—3 двигателя для годового движения: год в I, 2, 3 и 7 мин. и год в 7,3 ск.; 20—1 двигатель для прецессионного движения всего звездного неба за 26 000 лет в 4 мин.; 21—1 двигатель для вращения около оси 3—3, который изменяет географическую широту места (полный оборот на 360° в 7 мин.); 22— скользящие контакты, соединяющие подвижной корпус с неподвижным; 23—рама (ферма), поддерживающая проекционный аппарат; 24—тележка для передвижения всего аппарата по рельсам, устроенным в полу зрительного зала; 25—рукоятка, с помощью которой происходит перемещение тележки; 26—рубильник, сразу включающий и выключающий все 40 проводов, подведенных к аппарату, от лекторского пульта; 27—стержень (штырь), закрепляющий тележку на нужном месте пола и действующий одновременно со включением рубильника 26.

Звездное небо проектируется при помощи 32 проекционных фонарей, расположенных внутри двух больших металлических шаров 4, 5 (фигура 2). В каждом из последних помещается в центре один общий источник света, лампа в 1 000 W, вокруг которой размещены 16 конденсоров (смотрите). Перед каждым конденсором находится диапозитив, изображающий соответствующий участок неба, и объектив, проектирующий изображение на экран. Диапозитивы изготовлены из оловянной фольги, в которой наколоты звезды в виде дырочек различных диам. в зависимости от величины звезд. Оба комплекса фонарей скреплены между собою жесткими решетчатыми фермами 11, 12, в которых помещаются механизмы планет, и могут как одно целое вращаться около оси мира 1—1, воспроизводя все явления суточного вращения небесного свода; вращение производится двумя электродвигателями 18. Горизонтальная ось 3—3 позволяет менять наклон всего прибора к горизонту, что соответствует изменению географии. широты места. Благодаря этому прибор позволяет демонстрировать вид неба для разных широт, от северного полюса до южного включительно. На фигуре 3 показано правильное положение П., в к-ром он должен быть установлен в разных точках земной поверхности, чтобы получить картину неба, соответствующую этой точке. Оставаясь на одном и том же пункте земли, но меняя положение оси 3—3 (фигура 2), как показано на фигуре 3, можно проектировать вид звездного неба для разных широт (на фигура 3 Е—линия,

£ £ £ £ Р с

перпендикулярная к оси эклиптики, Р—линия, параллельная оси земли). Любопытно приспособление для того, чтобы звезды не проектировались на пол и вообще ниже горизонта. Для этой цели перед объективом каждого проекционного фонаря помещается особый затвор, который автоматически закрывается, когда ось объектива направляется вниз. Прежде этот затвор состоял из •стеклянной кюветы с параллельными стенками, сообщающейся с сосудом, наполненным ртутью. При наклоне кюветы она наполнялась ртутью и закрывала проход лучам. Однако с течением времени на стенках кюветы образовывался осадок, уменьшавший прозрачность. В последних моделях затвор делается механическим, основанным на принципе карданова подвеса.

Из подвижных светил планетарий сист. Цейсса воспроизводит Солнце, Луну, Меркурий, Венеру, Марс, Юпитер и Сатурн, то есть все планеты, видимые невооруженным глазом. В решетчатой ферме 11 размещены в трех этажах Сатурн, солнце и луна. По другую сторону в ферме 12 расположены механизмы остальных четырех планет. Движения планет воспроизводятся механизмами, которые представляют модель Копер-никанской системы. Для примера рассмотрим механизм Марса (смотрите фигура 4). На месте планеты находится шарнир М, который обращается с постоянной угловой скоростью около центра С; с шарниром скреплен стержень МД, проходящий через муфту, Е, представляющую Землю и совершающую тоже круговое движение с соответствующей угловой скоростью. На конце стержня находится проекционный фонарик р, бросающий изображение планеты на экран. Ясно, что если М совершает гелиоцентрическое движение Марса и Е—такое же движение Земли, то луч света на экране воспроизводит геоцентрич. движение Марса. На самом деле ради удобства конструкции стержень заменен сочлененным параллелограмом, но это не меняет принципа механизма. В приборе учтены наклоны плоскостей и эксцентриситеты орбит.

Первое достигается весьма просто соответствующим наклоном плоскостей вращения точек М и Е(верхняя фигура 4). Эксцентриситеты приняты во внимание тем, что движение планеты совершается равномерно относительно некоторой точки С, причем последняя не находится в центре той окружности, по которой движется планета, но отстоит от него на расстоянии удвоенного линейного эксцентриситета орбиты. Т. о. удается представить ур-ие центра в эллиптич. движении с точностью членов первого порядка относительного эксцентриситета. Для Меркурия в виду большого эксцентриситета его орбиты механизм слож

С J
А‘==⁼Ч	Тмр

нее, так как нужно было не только соблюсти правильное гелиоцентрическое угловое движение планеты, но и воспроизвести изменение длины его радиуса-вектора. Проще всего механизм для солнца. В этом случае направление проекционного фонаря задается землей Е, движущейся вокруг неподвижной точки S —солнца, на фигуре 5 ради простоты показанной в центре земной орбиты. На самом деле и здесь учтен э ксце нтриситет.

Наибольшей сложностью отличается механизм для луны, для которой пришлось воспроизвести не только наклон плоскости орбиты, но и движение лунных узлов. Последнее достигнуто вращением всей орбиты 2—2 (фигура 6) посредством гильзы в плоскости 3—3 с периодом в 18,6 лет. Конечно неподвижной точкой при движении луны М является уже не солнце, а земля Е. В фокусе фонаря, проектирующего луну, помещается круглое вогнутое зеркальце, перед которым вращается особая диафрагма, закрывающая зеркало и тем воспроизводящая фазы луны. Т. к. механизмы планет находятся внутри решетчатых ферм, переплеты которых могут отчасти затемнять изображение, все фонари планет двойные и выверены так, чтобы их изображения совпадали. Когда затмевается один фонарь, другой продолжает давать изображение в нужном месте экрана.

Представляет интерес расчет передач. Для этой цели отношение времени обращения данной планеты и земли разлагают в непрерывную дробь и затем находят ряд подходящих дробей. Одна из последних, достаточно высокого порядка, еще исправляется небольшой поправкой,подобранной так, чтобы числитель и знаменатель разлагались на небольшие множители. Так например, период обращения Марса, равный 1,8808152 г., представляется с большой точностью дробью

28-32

52*72

1,8808163. Эти множители и дают число зубцов в соответствующих передачах. Движение планет удалось воспроизвести с такой точностью, что ошибка из-за неточности передач не превосходит 1° на 5 000 оборотов земли, то есть лет. Электродвигатели 19 (фигура 2), управляющие движением планет, имеют различные скорости, а именно 1 г. в 4 мин., 1 мин, и 7 ск. Если ни один из этих двигателей не включен, то планеты увлекаются суточным вращением, и воспроизводится точная картина всех видимых движений. При остановке суточного вращения и пуске планетных двигателей движения планет демонстрируются на фоне неподвижного неба, причем типичные черты этих движений м. б. прослежены в короткое время. В аппарате имеется еще возможность вращения всей проектирующей системы около оси эклиптики 2—2 (фигура 2), что вызывает явление прецессии (смотрите), совершающееся в природе с периодом ок. 26 000 лет (фигура 7). И наконец ряд добавочных, частью неподвижных, частью подвижных фонарей про-

ектируют Млечный путь, некоторые туманности, названия созвездий, сетку экваториальных координат, меридиан и эклиптику. Имеется еще счетчик, указывающий номер года, соответствующего данному положению планет.

Общее число всех проекционных фонарей в последней модели равно 119. Все управление аппаратом сосредоточено в лекторском пульте с распределительной доской, соединенной 40 проводами с инструментом и по виляющей включать различные проекционные фонари и давать те или иные движения в зависимости от демонстрируемого явления. В руках лектора имеется небольшой фонарь, проектирующий яркую стрелку, служащую для указания на тот или иной объект на экране. Экран состоит из белого полотна, натянутого на деревянные рейки, расположенные параллельными кругами и в свою очередь прикрепленные к железному решетчатому каркасу. Каркас собирается из почти 8 000 железных палочек ок. 60 сантиметров длиною, которые образуют пяти-it шестиугольники, скрепляясь в вершинах этих многоугольников по 5—6 штук одним общим болтом. Диаметр полотняного купола в разных П. различен. Наименьший диам., в 12 м, имеет П. в Мюнхене, наибольший, 30 м,—в Дюссельдорфе. Чаще всего берется диам. в 25 метров Вместимость зрительного зала при таких размерах составляет ок. 600 чел., хотя боковые места около периферии зала вследствие перспективного искажения неудобны для зрителей. Внутренний купол окружен внешним куполом, часто делающимся железобетонным. Простейшая форма последнего тоже полусферическая; однако в этом случае получается очень плохая акустика вследствие возникновения эхо, для уничтожения которого между полотняным и наружным куполами размещают в возможно большем беспорядке неправильно отражающие звук железные листы. Общее число всех П. системы Цейсса к 1931 г. составляло 18.Один из них, построенный в 1929 г., находится В Москве. А. Михайлов.

Московский П. системы Цейсса, открытый в ноябре 1929 г., установлен в специально построенном двухэтажном железобетонном здании с огромным, параболич. формы, железобетонным куполом. Общая высота всего здания равна 32 метров Здание (фигура 8) представляет собою оригинальное архитектур ное произведение в духе новой современной архитектуры (проект архитекторов Бар-ща и Синявского). Диам. наружного параболич. купола 30 метров Диам. внутреннего купола (экрана) 25 метров Работы по постройке вел Мосстрой, произведя ее в 13 мес. В нижнем этаже расположены: вестибюль, фойе на 500 чел., главная лестница, малая аудитория-на 120 человек, две круглых выходных лестницы, гардероб, кассы, две комнаты бухгалтерии и месткома, две комнаты дирекции, уборные и трансформаторная будка МОГЭС. Кроме того в фойе имеется широкая лестница, ведущая в полуподвальный этаж, где расположены постоянная антирелигиозная выставка-музей, библиотека, читальня, лабораторная комната, фотолаборатория, комната отдыха сотрудников, буфет. В верхнем этаже помещается главный круглый зрительный зал на 500 мест в 26 метров диам., с полотняным в виде полусферы белым куполом-экраном. Низ купола окаймлен силуэтами московских зданий, видимых с крыши П. Из зала можно попасть в межкупольное про

фигура 8.

странство, где идут трубы отопления и приточной вентиляции. К зрительному залу примыкают комната для хранения аппарата Цейсса, куда последний выкатывается по специальным рельсам; комната лекторов; выходные двери (две); выход на бн и в кинобудки. Кинобудок имеется две: одна для обслуживания главного зала, другая— для малой аудитории. Котельная и вентиляционная камеры, а также умформерная комната, расположенная в пристройке правого крыла фасада. Вокруг наружного купола идет круглый бн, предназначенный для переносных астрономич. инструментов по наблюдению неба. Кроме того для этой же цели используются плоские крыши пристроек: аппаратной комнаты и кинобудки. Стоимость здания ок. 600 000 р.

Оборудование московского П.—гл. обр. заграничное, высокого качества. Главный проекционный аппарат Цейсса, стоимостью 150 000 р. золотом, постоянно пополняется рядом нововведений — усовершенствований со стороны фирмы Цейсс, которая присылает те или иные дополнения и изменения соответствующих частей аппарата. Кроме этого сами работники московского П. вводят ряд существенных изменений и усовершенствований аппарата Цейсса; так например, изобретен аппарат для рассвета и восхода яркого солнца. аппарат для демонстрирования частных, кольцеобразных и полных солнечных затмений и др. Московский П. является единственным в нашем Союзе; имеет пропускную способность около 1 000 000 чел. в год. Уже пропущено ок. 1300 000 посетителей, что говорит об огромном интересе трудящихся к этому культурно-просветительному учреж-дению. Московский планетарий, не в пример заграничным, служит единственным в мире планетарием, раскрепощающим трудящихся от гнета религиозного дурмана и помогающим им, па основе данных современной науки, в выработке правильного, марксистско - ленинского диалектического миропонимания.

Лит.: Преображенский Н. и Поляков А., Что такое планетарий, М., 1930; Баев К., Шпстовский К., Якобсон А., Планетарий, Москва, 1931; Шистовский К., Московский планетарий Цейсса, «Русский астрономический календарь на 1930 г.», Нижиий-Новгород, 1930; Г. П. 391036; VII liger W., Das Zcissche Projektions-planelarium, Jena, 1925; Vll liger W., Zeiss-Planetarium, Jena, s. a.; Auerti a c h F., Planeta-rien, Leipzig, 1928; Vi I liger W., Vom Auibau d. Zeiss-Planetarium, Jena, 1928; Meyer F., «Z.d.VDJ», 1925, 40; Bauersfeld V., ibid., 1924, 31; Bau-ersfeld W., Das Zeissche Projektionsplanetarium, Jena, 1925; M orison G. H., «Scientific American», New York, 1925. H. Шистовский.