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Einrichtung zur Darstellung der Eigenbewegung von Fixsternen in Verbindung
mit Projektionsplanetarien Die Erfindung betrifft eine weitere Ausgestaltung von
Projektionsplanetarien, wie solche beispielsweise durch die Patentschriften 39 1036
und 439 557 bekanntgeworden sind. Außer der Darstellung der tägbichen Umlaufbewegung
-des Sternhimmels, der Sonne-, Mond-, Planeten- und Kometenbewegungen sowie der
Projektion von Sternbildern, Finsterniserscheinungen und Sternschnuppen hat man
neuerdings bereits auch die Eigenbewegung von Fixsternen zur Anschauung gebracht.
Bekanntlich führen zahlreiche Fixsterne Eigenbewegungen aus, die sich auf sehr große
Zeiträume erstrecken und die in erster Annäherung als Folge einer geradlinigen,
mit gleichbleibender Geschwindigkeit erfolgenden Bewegung des Sternes im Weltraum
angenommen werden können, eine Annahme, die nach den bisherigen Beobachtungsergebnissen
als zulässig anzusehen ist. Für den Beobachter auf der Erde erscheint eine solche
Eigenbewegung als ein Wandern des Sternes auf einem größten Kreis der Himmelskugel
mit zunehmender oder abnehmender Geschwindigkeit, je nachdem ob der Stern bei seiner
Bewegung unserm Sonnensystem sich nähert oder von ihm entfernt. Für jeden einzelnen
Fixstern ist zur Darstellung dieser Bewegung ein besonderer Projektionsapparat erforderlich,
da die Eigenbewegungen der verschiedenen Fixsterne unabhängig voneinander nach verschiedenen
Richtungen und mit verschiedenen Geschwindigkeiten erfolgen. Die Zahl der Fixsterne,
die Eigenbewegungen ausführen, ist aber sehr erheblich, so daß es praktisch kaum
möglich ist, gleichzeitig die Bewegung einer größeren Zahl von Fixsternen zur Darstellung
zu bringen, wenn man für jeden Stern ein unabhängiges Projektionsgerät mit den dazugehörigen
Bewegungsmechanismen verwenden wollte. Die Erfindung bietet nun einen Weg, trotz
dieser Schwierigkeiten eine gleichzeitige Darstellung der Eigenbewegung
aller
größeren Sterne auf verhältnismäßig einfache Weise zu verwirklichen. Es wird dabei
davon ausgegangen, daß es nicht nötig ist, für jeden einzelnen Stern den gesamten
Projektionsapparat entsprechend der darzustellenden Bewegung zu steuern, daß es
vielmehr genügt, wenn jeder Projektionsapparat ein geeignetes optisches Glied, beispielsweise
einen drehbaren Spiegel, enthält, durch dessen Bewegung das erforderliche Wandern
des Sternes auf der Projektionswand erzeugt wird. Das Ziel der Erfindung wird nun
dadurch erreicht, daß man für jeden Fixstern einen Projektor mit einem entsprechend
gesteuerten, die Bewegung des Sternes auf der Projektionswand herbeiführenden optischen
Teil vorsieht und daß die Steuerung aller dieser optischen Teile durch einen gemeinsamen,
zur Ekliptikachse des Planetariums ungefähr konzentrisch angeordneten Ring (Steuerring)
erfolgt, dem eine hin oder her gehende Drehbewegung um die Ekliptikachse erteilt
wird. Bei dieser Anordnung können die einzelnen Sternprojektoren an einem gemeinsamen,
mit dem Gerüst der Ekliptikachse fest verbundenen ringförmigen Träger angebracht
werden, an dem zugleich auch der für die Steuerung der beweglichen optischen Teile
der Sternprojektoren dienende Ring gelagert ist. Wird dieser Steuerring im einen
oder andern Sinne um die Ekliptikachse gedreht (was auf beliebige bekannte Weise,
beispielsweise durch einen Elektromotor geschehen kann), so werden damit gleichzeitig
alle angeschlossenen Sternprojektoren entsprechend gesteuert und damit das gleichzeitige
Wandern aller zugehörigen Sterne auf der Projektionswand veranschaulicht. Da auf
diese Weise die Sternprojektoren verhältnismäßig dicht nebeneinander angeordnet
sind, ist es zweckmäßig, für eine größere Zahl von Projektoren dieselbe Lichtquelle
zu verwenden, was eine erhebliche Vereinfachung der Anordnung ergibt. Außerdem empfiehlt
es sich, gegebenenfalls durch Verwendung von Umlenkspiegeln, Spiegelprismen od.
dgl., die Lichtweglänge zwischen Lichtquelle und Projektionsobjektiv für alle Sternprojektoren
gleich groß zu machen, so daß man für alle Projektoren die gleichen optischen Bauelemente
verwenden kann. Die Übertragung der Drehung des Steuerrings auf die zu bewegenden
optischen Teile der Sternprojektoren kann mit Hilfe von beliebigen bekannten Mitteln
erfolgen, beispielsweise durch Zahnräder, Hebelübertragungen, Schlitzführungen od.
dgl. Es ist selbstverständlich, daß dabei diese Übertragungsmittel für jeden einzelnen
Sternprojektor das richtige Übersetzungsverhältnis bewirken müssen, wie das für
eine einheitliche Zeitraffung der dargestellten Sternbewegungen erforderlich ist.
Ebenso muß die Bewegungsrichtung des Sternes auf der Projektionswand bei jedem Projektor
der tatsächlichen Wanderung des Sternes am Himmel entsprechen, also der Übertragungsmechanismus
entsprechend angepaßt sein.
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Will man auch die veränderliche Geschwindigkeit, mit der ein Fixstern
wandert, bei der Darstellung berücksichtigen, so verwendet man zweckmäßig eine Schlitzführung,
die auf der eingangs erwähnten Annahme beruht, daß der Fixstern sich mit gleichmäßiger
Geschwindigkeit geradlinig im Raum fortbewegt. Unter dieser Annahme nimmt die scheinbare
Geschwindigkeit des Fixsternes bis zu einem maximalen Wert zu, der dann erreicht
ist, wenn der Stern den kürzesten Abstand vom Ort des Beobachters hat; anschließend
nimmt die Geschwindigkeit asymptotisch wieder ab bis zum Wert o. Diese Veränderung
der Geschwindigkeit läßt sich auf einfache Weise darstellen, indem man das die Bewegung
des Sternes auf der Projektionswand bewirkende optische Teil mit einem Lenker verbindet,
der durch einen seitlich von seiner Drehachse angeordneten, geradlinig und gleichförmig
bewegten Führungsstift gesteuert wird. Steht hierbei der Lenker senkrecht zur Bahn
seines Führungsstiftes, so hat der Stern seine scheinbare maximale Geschwindigkeit;
nach beiden Seiten nimmt die Geschwindigkeit ab.
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Mit der Änderung der scheinbaren Geschwindigkeit des Fixsternes ist
auch gleichzeitig eine Änderung seiner Helligkeit verbunden. Auch diese Erscheinung
läßt sich mit der Darstellung der scheinbaren Bewegung der Fixsterne verbinden,
indem man mit dem das bewegliche optische Teil des Sternprojektors steuernden Lenker
gleichzeitig eine Blende oder ein sonstiges Lichtschwächungsmittel zusammenwirken
läßt, das selbsttätig den das Bild des Sternes erzeugenden Strahlenkegel entsprechend
schwächt. Dies kann beispielsweise durch eine mit dem Lenker gekuppelte Irisblende
oder auch durch eine feststehende keilförmige Blende geschehen, die je nach der
Projektionsrichtung den Strahlenkegel mehr oder weniger begrenzt; es kann aber auch
jedes andere Lichtschwächungsmittel dazu verwendet werden. Die Erfindung ist in
der Zeichnung an Hand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher
veranschaulicht.
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Fig. z zeigt einen entlang der Ekliptikachse verlaufenden Schnitt
der Einrichtung; Fig. 2 stellt den dazugehörigen Grundriß dar, und Fig.3 zeigt eine
Lichtschwächungseinrichtung für den Stern.
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Der Übersichtlichkeit wegen sind in Fig. 2 nur zwei Beispiele von
Sternprojektoren mit der dazugehörigen Übertragung der Bewegung des Steuerrings
auf das betreffende optische Teil des Projektors angegeben. Es ist ohne weiteres
verständlich, daß auf der gemeinsamen Tragplatte der Sternprojektoren eine größere
Zahl von Projektoren mit den dazugehörigen Mechanismen untergebracht werden kann.
Die Einrichtung im ganzen ist gedacht als Ergänzungsteil zu einem Projektionsplanetarium
nach der Patentschrift 439 557; in der Zeichnung ist davon nur die Ekliptikachse
E-E angegeben, und es ist die eine Projektionskugel b für die Projektion des Fixsternhimmels
und der dazugehörige Tragzylinder bi angedeutet.
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Eine mit dem Tragzylinder bi fest verbundene, ringförmige Grundplatte
c trägt, durch mehrere Rollen d1 geführt, einen zur Ekliptikachse E-E konzentrischen
Ring
d, der den Steuerring für sämtliche angeschlossenen Sternprojektoren bildet. Der
Ring d besitzt auf einem Teil seines Umfangs eine Verzahnung d2, in die ein Zahnritzel
e eingreift. Das Ritzel e steht über ein passendes Getriebe ei in Verbindung mit
einem Elektromotor e2, mit Hilfe dessen es möglich ist, dem Steuerring d eine hin
oder her gehende Bewegung zu erteilen. Der Steuerring d trägt die einzelnen Antriebselemente
für die an der Grundplatte c befestigten Sternprojektoren. Für die !beiden in der
Zeichnung angedeuteten Projektoren sind zwei verschiedene Bewegungsmechanismen angenommen,
nämlich einmal eine Hebelübertragung in Verbindung mit einer Schlitzführung zur
Darstellung einer veränderlichen Geschwindigkeit und im zweiten Falle eine einfache
Hebelübertragung. Allen an der Grundplatte c befestigt zu denkenden Projektoren
gemeinsam ist eine die Lichtquelle bildende Glühlampe f. Sie schickt das Licht jeweils
über einen Kondensor g, der mit der passenden Lochblende verbunden zu denken ist,
nach einem Objektiv h, das die Lochblende über ein feststehendes Spiegelprisma hl
und ein bewegliches Spiegelprisma h2 auf der Projektionswand abbildet. Diese optischen
Teile sind für alle Projektoren einheitlich ausgeführt zu denken. Der Lichtweg von
der Lichtquelle f bis zum Objektiv h ist bei allen Projektoren auf gleiche Länge
gebracht, beim einen Beispiel mit Hilfe von zwei Umlenkspiegeln il und i2, beim
andern Beispiel mit einem Umlenkspiegel i2. Das bewegliche Spiegelprisma h2 wird
nun bei jedem Projektor entsprechend der darzustellenden Bewegung des Sternes von
dem Ring d aus gesteuert. Der Ring d trägt zu diesem Zwecke für jeden
Projektor einen Führungsstift k, der bei dem einen der beiden dargestellten Beispiele
mit einem zweiarmigen Hebel m zusammenwirkt. Auf der andern Seite bewegt der Hebel
m ein in einer Geradführung verschiebbares Gleitstück n mit einem Führungsstift
nj, der seinerseits in den Schlitz eines mit dem Spiegelprisma h2 fest verbundenen
Lenkers o eingreift. Die kinematischen Verhältnisse dieser Übertragung sind in jedem
Einzelfalle der erforderlichen Sternbewegung angepaßt. Der Stern zeigt also je nach
der Stellung des Lenkers o zur Führungsbahn des Stiftes ni eine veränderte Geschwindigkeit.
Um auch die veränderliche Helligkeit darzustellen, befindet sich im Strahlengang
vor dem Spiegelprisma h2 eine feststehende Blende h3 mit einem nach beiden Seiten
keilig abnehmenden Lichtdurchtrittsquerschnitt, so daß das erzeugende Lichtbündel
je nach der Stellung des Lenkers o mehr oder weniger geschwächt wird. Beim zweiten
dargestellten Beispiel greift der Führungsstift k unmittelbar in den Schlitz eines
mit dem Spiegelprisma h2 verbundenen Lenkers o1 ein, bewegt also das Prisma h2 gleichförmig,
d. h. auch der dargestellte Stern zeigt eine gleichförmige Geschwindigkeit. Die
Lichtwege der beiden dargestellten Projektoren sind durch strichpunktierte Linien
angegeben. Es ist dabei angenommen, daß die Projektion ungefähr senkrecht zur Ekliptikachse
erfolgt. Es läßt sich aber ohne weiteres durch entsprechende Ausbildung des Spiegelprismas
h2 auch eine andere Projektionsrichtung verwirklichen. Ebenso kann auch eine zur
Ekliptikachse beliebig geneigte Sternbahn dargestellt werden. Es ist in diesem Falle
nur erforderlich, die Übertragungsmittel zwischen dem Steuerring d bzw., dem damit
verbundenen Führungsstift k und dem Spiegelprisma h2 der Schräglage der Sternbahn
anzupassen.