оптический прибор для проекции на внутреннюю поверхность полусферического купола изображений звезд, планет, солнца, луны и других небесных объектов с соблюдением их относительной яркости, положения и движения. Планетарий показывает картину неба при наблюдении из любой точки на Земле в любой момент как в прошлом, так и в будущем. Планетарием называют также комнату или здание, в котором установлен этот проектор. Планетарии используются в астрономическом образовании и существенно помогают в популяризации космических исследований.
Первые аппараты. С давних пор люди пытаются моделировать относительное положение небесных тел. Одним из способов было нанесение положений звезд и созвездий на внешнюю поверхность глобуса. Изобретение небесного глобуса приписывают досократовскому философу Анаксимандру (6 в. до н.э.), а греческому геометру Эратосфену (ок. 250 до н.э.) приписывают изобретение армиллярной сферы - конструкции из нескольких колец, демонстрирующей основные линии небесной сферы. Подобные приборы были независимо усовершенствованы исламскими и китайскими астрономами. См. АСТРОНОМИЯ И АСТРОФИЗИКА .
Общей чертой этих приборов было то, что они представляли небо, как бы наблюдаемое снаружи. Чтобы преодолеть этот недостаток, между 1650 и 1654 под руководством немецкого ученого Адама Олеария (1603-1671) был изготовлен Готторпский глобус, внутри которого могло разместиться несколько человек. Последнюю попытку изобразить небесные объекты на внутренней поверхности сферы предпринял в 1912 У.Атвуд из Чикагской академии наук.
Аппараты для демонстрации видимого движения небесных тел имеют почти столь же долгую историю. Древнейший среди известных - так называемый механизм Антикитера - подняли в 1901 со дна Средиземного моря ныряльщики за губками. Этот поразительно сложный календарь и счетный механизм был создан ок. 87 до н.э. Отметим также построенные между 1348 и 1364 Дж.Донди семициферблатные астрономические часы - астрариум, изображавшие все известные тогда тела Солнечной системы. Вслед за теорией Коперника появился новый тип механических приборов, изображавший орбиты планет вокруг центрального Солнца. Планетарий Х.Гюйгенса, созданный в 1682, ознаменовал новый уровень точности, связанный с применением принципа непрерывных дробей. А механизм, построенный (ок. 1712) для Ч.Бойли, графа Оррери, дал свое имя "орарий" (orrery) всем последующим подобным механическим устройствам. В России механические модели Солнечной системы называют коперниканскими планетариями.
Аппарат Цейса. Основная заслуга в рождении проекционного планетария принадлежит О.Миллеру (1855-1934), основателю и первому президенту Немецкого музея в Мюнхене. Развивая свою общую концепцию экспозиции, он решил создать учебные пособия для демонстрации справедливости научных теорий, но этот проект прервала Первая мировая война. В 1919 сотрудник предприятия "Карл Цейс" В.Бауэрсфельд, развивая идеи О.Миллера, предложил сделать сферу полого небесного глобуса неподвижной, а ее внутреннюю белую поверхность использовать как экран для множества небольших проекторов, расположенных в центре сферы.
Примерно через пять лет работы в Мюнхене был установлен первый проектор "Модель I", прозванный "чудом из Йены". Представленный публике 21 октября 1923, этот прибор служил многофункциональным "волшебным фонарем", т.е. слайд-проектором. Лампа накаливания помещалась в центре звездного проектора диаметром 0,5 м. На его сферической поверхности размещался 31 простой проектор, и в фокусе каждого из них была металлическая пластинка с отверстиями, относительное положение и размер которых соответствовал положению и яркости звезд, видимых невооруженным глазом на определенном участке неба. В целом картина представляла вид всего звездного неба, за исключением области вблизи южного полюса мира. Вращаясь вокруг полярной оси, "Модель I" демонстрировала суточное движение неба. Отдельная ось позволяла моделировать явление прецессии, представляющее движение земной оси с периодом 26 тыс. лет и приводящее к смещению полярных звезд и точек равноденствия и солнцестояния.
Чтобы правильно воспроизвести относительные скорости Солнца, Луны и планет так, как они наблюдаются с Земли, для каждого из этих светил использовался двойной оптический проектор, перемещаемый системой шестеренок. При этом точно имитировалось попятное движение планет, казавшееся необъяснимым звездочетам древности. Все видимые невооруженным глазом небесные явления, включая фазы Луны в течение их месячного цикла, воспроизводились минута за минутой.
Первый проекционный планетарий не мог показать эффект изменения широты места наблюдения. Чтобы исправить этот недостаток, сотрудник фирмы Цейса В.Филлигер разделил шар звездного проектора на два полушария: одно для северных звезд, другое - для южных, и разместил устройства для проекции планет между разделенными полусферами. Получившаяся "Модель II" планетария Цейса (1926) стала универсальным учебным прибором. До Второй мировой войны около двух десятков таких планетариев было установлено в Европе и США.
Аппарат Спитца. Высокая цена "Модели II" планетария Цейса (около 75 тыс. долл. США в 1930) существенно ограничивала их количество в мире. В 1947 А.Спитц, лектор и руководитель планетария Фельца в Филадельфии, предложил упрощенную конструкцию дырочного проектора, что снизило цену аппарата до 500 долл. и сделало его доступным значительно большему кругу покупателей - школам, университетам, музеям. Прибор Спитца, напоминавший "Модель I" Цейса, представлял собой додекаэдр, в 12 гранях которого были отверстия для проекции нескольких сотен ярчайших звезд.
После запуска Советским Сююзом первого спутника 4 октября 1957 и подъема общественного интереса к космическим исследованиям предприятие Спитца выпустило новый, более сложный проектор модели A3P, ставший наиболее массовым аппаратом планетария в мире. См. также КОСМОСА ИССЛЕДОВАНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ; КОСМИЧЕСКИЕ ПОЛЕТЫ ПИЛОТИРУЕМЫЕ.
Аппарат "Диджистар". Аппарат совершенно нового типа "Диджистар" был установлен в Универсальном планетарии Ричмонда (шт. Виргиния) в 1983. Аппарат не имеет движущихся частей. Численные данные примерно о 6800 звездах записаны в памяти микрокомпьютера VAX. Графический процессор отображает данные на телевизионной трубке высокой яркости. С нее изображения звезд объективом "рыбий глаз" проецируются на купол. "Диджистар" позволяет зрителям как бы покинуть Землю и рассматривать звездное небо с точки зрения наших соседей, удаленных вплоть до 650 св. лет. "Ускоряя время", можно увидеть перемещение звезд за счет их собственного движения. Разумеется, "Диджистар" может демонстрировать и все стандартные эффекты, доступные его предшественникам.
"Атмосфериум". Планетарии Цейса, Спитца и "Диджистар" показывают ночное небо. Попытка зафиксировать и показать атмосферные феномены дневного неба впервые была предпринята в 1963 в Институте исследования пустынь университета шт. Невада. Геофизик В.Морди создал аппарат "Атмосфериум" сначала как исследовательский прибор, способный с помощью объектива "рыбий глаз" зафиксировать на 35-мм пленку изображение неба и затем продемонстрировать его на куполе. Иллюзия пребывания под открытым небом оказалась настолько сильной, что этот метод стали использовать для съемки видеофильмов. Например, одна из таких камер была установлена в грузовом отсеке КК "Шаттл" и снимала работу астронавтов в открытом космосе.
Прибор для развлечения, образования и исследований. Планетарий используется теперь не только для учебных целей. В 1970-х годах крупные планетарии при создании школьных и публичных программ стали применять не только живой рассказ, но также музыкальные и дикторские записи и различные спецэффекты. Эта техника позволяет дать зрителю более насыщенный визуальный ряд в сопровождении более профессионального и содержательного текста. С появлением компьютеров сеансы становятся все более автоматизированными. К середине 1990-х годов планетарии превратились в мультимедийные театры, которые развлекают и обучают своих посетителей. В планетариях также многие военные специалисты и астронавты обучаются астронавигации, а биологи исследуют способность птиц во время перелетов ориентироваться по звездам.