DE19721681C1 - Einrichtung zur Darstellung der Phänomeme der Präzessionsbewegung bei Planetarien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Darstellung der Phänomeme der Präzessionsbe­ wegung bei Projektionsplanetarien, die mit einem um drei senkrecht aufeinander stehenden Achsen drehbaren, die Sternprojektoren enthaltenden Planetariumsprojektor ausgestattet sind.

Seit der Erfindung des Projektionsplanetariums wird der Sternhimmel durch die Verwendung mehrerer einzelner (im allgemeinen 32) Sternprojektoren erzeugt. Gemäß dem Ziel, einen ge­ schlossenen festen Sternhimmel zu erhalten, werden die jeweils einen Ausschnitt des Stern­ himmels erzeugenden Einzelprojektoren in einer festen Position zueinander angeordnet. Zur Simulation aller von der Erde aus beobachtbaren Bewegungen des Sternhimmels ist das nach diesem Prinzip geschaffene Projektionsgerät um mehrere Achsen drehbar (US 1 616 736; US 1 693 969). Diese Achsen unterscheiden sich in ihrer Wirkung, so daß von einer Reihenfolge ihrer Anordnung von "innen nach außen" gesprochen werden kann, nämlich derart, daß die Rotation des Gerätes um eine dieser Achsen die weiter innen liegenden Achsen in ihrer räumlichen Lage mit verändert, während die weiter außen liegenden Achsen ihre Lage im Raum beibehalten.

Im klassischen Gerät nach Bauersfeld gibt es eine innerste Achse zur Simulation der Kreisel­ bewegung der Erde (Präzessionsbewegung), eine mittlere Achse zur Simulation der täglichen Rotation der Erde und eine horizontal im Kuppelraum liegende, äußere Achse zur Simulation der Polhöhenänderung bei der Bewegung des Beobachters auf der Erde zu verschiedenen geographischen Breiten.

Später wurde eine in der Reihenfolge noch weiter außen liegende vertikal gerichtete, vierte Achse hinzugefügt (Beilage zur "Jenaer Rundschau", 3/86, insbesondere Seite 9). Die Ver­ wendung dieser Achse entspricht einer Simulation der Blickrichtung des Beobachters in Be­ zug auf die Himmelsrichtungen. Ihre Nutzung dient in der Praxis auch zur Darstellung von Showeffekten.

Mit der Einführung dieser Bewegungsmöglichkeiten des Projektionsgerätes sind die Auswir­ kungen von Ortsveränderungen eines Beobachters auf den Anblick des Sternhimmels natur­ getreu nachbildbar. Die Natur wird simuliert durch die Schaffung analoger Achsen im Projek­ tionsgerät.

Ein davon abweichender Aufbau eines Projektionsplanetariums ist aus DE 13 03 505 (Spitz); US 4 639 224 (Minolta) und US 4 588 384 (Minolta) bekannt. Der Unterschied besteht darin, daß die Geräte zwar auch um drei Achsen einer bestimmten Reihenfolge drehbar sind, deren Anordnung im Gerät jedoch nicht von einer Simulation der Natur ausgeht. Das Prinzip be­ steht vielmehr darin, daß in der Reihenfolge jeweils eine Achse senkrecht zur nächsten ange­ ordnet ist. Die astronomischen Bewegungen und Bedingungen werden durch eine entspre­ chende Software bei der computergesteuerten Bewegung um diese Achsen wirksam.

Der Vorteil dieser Methode liegt in einer größeren Flexibilität. Entsprechend ihrer Konzipie­ rung sind mit der Bauersfeldschen Lösung nur geozentrische und gegenwartsnahe Bewe­ gungen nachbildbar, während die im vorhergehenden Abschnitt dargestellte, rein mathema­ tische Lösung einerseits auch planetozentrische und Raumfahrtdarstellungen ermöglicht und zum anderen kurzzeitige oder schnelle Umschaltungen in der Darstellung zur Vergangenheit und Zukunft gestattet.

Aufgrund dieser Vorteile wird heute diese mathematische Lösung sehr oft der klassischen vorgezogen. Sie besitzt allerdings auch folgenden Nachteil:

Durch das Vorhandensein der Präzessionsachse bei der Bauersfeldschen Variante lassen sich alle in der Natur durch die Präzession hervorgerufenen und beobachtbaren Phänomene durch die alleinige Rotation des Gerätes um diese innerste Achse darstellen. Bei der dreiach­ sigen mathematischen Lösung fehlt diese Achse. Die geforderte Bewegung des Sternhimmels läßt sich zwar trotzdem dadurch realisieren, daß die Präzessionsbewegung rechnerisch aufge­ teilt wird in drei variable Anteile nach bestimmten mathematischen Funktionen, die von den drei realisierten Achsen als zusätzliche Anteile übernommen werden und in der Kombination die gewünschte Drehung des Sternhimmels ergeben.

Die Auswirkungen der Präzession wird aber gerade erst anschaulich durch die Verlagerung des Sternhimmels gegen die ebenfalls projizierten astronomischen Grundlinien, wie Äquator und Ekliptik. Entsprechend der naturgetreuen Simulation nehmen diese Projektionen nicht an der Präzessionsbewegung, wohl aber an der täglichen und an der Polhöhenänderung teil. Die Bauersfeldsche Variante erlaubt nun die sehr einfache Lösung, die Projektoren für diese Linien mechanisch an demjenigen Geräteteil zu befestigen, welches nicht an der Bewegung um die innerste, wohl aber an den Bewegungen um alle anderen Achsen teilnimmt. In der dreiachsigen mathematischen Variante gibt es kein solches Geräteteil. Die Projektoren für Äquator und Ekliptik müssen gemeinsam mit den Sternprojektoren untereinander mecha­ nisch fest verbunden angeordnet werden. Es ist also keine Verschiebung beider projizierten Bildinhalte gegeneinander mehr möglich. Somit entfallen auch wesentliche Darstellungsmög­ lichkeiten sowohl für den Astronomieunterricht als auch für die Veranschaulichung aller jener Erscheinungen, die auf der Verschiebung des Frühlingspunktes gegen den Sternhimmel be­ ruhen. Das betrifft besonders auch Ereignisse von kulturhistorischer Bedeutung, welche be­ liebte Darstellungen mit der klassischen Planetariumsanordnung sind.

So werden heute zwei Auswegmöglichkeiten praktiziert. Zum einen wird in Durchbrechung des mathematischen Prinzips der zueinander senkrechten Achsanordnung zusätzlich die na­ turanaloge und aufwendige, vierte, innerste Präzessionsachse auch bei dem als Starball aus­ gebildeten Planetariumsprojektor eingefügt, wie der GOTO Space Simulator HELIOS zeigt (Druckschrift der Fa. GOTO, Tokyo, JP), oder man beschränkt die Benutzung von Äquator und Ekliptik auf ein einziges Datum, für welches die projizierten Linien die richtige, aber nicht, wie für alle anderen Kalenderdaten geforderte, veränderbare Lage haben. Bei der Be­ nutzung eines Planetariums z. B. für Unterrichtszwecke sind aber gerade diese Darstellungen von grundlegender Bedeutung. Ihr Fehlen wird deshalb für diesen Einsatz sehr vermißt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Projektor für Äquator, Ekliptik, aktuellen Himmelspol und zugehörige Gradnetzlinien und Beschriftungen für die dreiachsige mathe­ matische Variante zu schaffen, der die naturgetreue Darstellung der Phänomeme der Präzes­ sionsbewegung gestattet, so daß die Nachteile des Standes der Technik in einfacher Weise und ohne Realisierung einer zusätzlichen inneren, analogen, vierten Achse beseitigt werden.

Im folgenden wird in Anlehnung an den üblichen Sprachgebrauch der mechanische Träger für die Fixsternprojektoren auch als "Starball" bezeichnet, obwohl die Form des Trägers zwar häufig eine Kugel oder ein Teil einer Kugel ist, aber überhaupt nicht notwendigerweise die Form einer Kugel haben muß. Wichtig ist nur, daß die einzelnen Fixsternprojektoren in der richtigen Position zueinander am Träger angeordnet sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Einrichtung nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs mit den im kennzeichnenden Teil aufgeführten Mitteln gelöst, indem eine Projek­ toranordnung für Äquator, Ekliptik und dazugehörige Gradnetzlinien an den Starball der be­ sagten dreiachsigen Variante derart angesetzt wird, daß zwei spezielle Bedingungen erfüllt werden.

In den weiteren Ansprüchen sind Einzelheiten und weitere Ausführungsformen der Erfin­ dung dargelegt.

Zunächst sei daran erinnert, daß die Präzessionsbewegung bei der mathematischen Variante durch Aufspaltung der Bewegung in die drei Anteile nach mathematischen Funktionen für die drei Achsen realisiert werden kann, so daß ihre gleichzeitige kombinierte Benutzung den Starball mit seinen Fixsternprojektoren um eine virtuelle, nicht real existierende Achse zwi­ schen dem projizierten Ekliptiknord- und Ekliptiksüdpol rotieren läßt. An dieser Rotation nehmen alle Punkte des Starballs teil mit Ausnahme derjenigen, die selbst auf dieser virtuel­ len Achse, also auf der Verbindungsgeraden von den durch die Sternprojektoren an der Pla­ netariumskuppel dargestellten Ekliptikpolen liegen. Die mathematischen Funktionen sind de­ finitionsgemäß so bestimmt, daß diese Gerade während der erzeugten Präzessionsbewegung im Kuppelraum räumlich festliegt und ihre Richtung nicht ändert. Auf dieser Geraden wird im oder am Starball die erfindungsgemäße Projektoranordnung angebracht. Das ist die erste Bedingung.

Gemäß der Simulation der natürlichen Verhältnisse müssen die mit der Projektoranordnung projizierten Bildinhalte von Äquator, Ekliptik, Linien und Beschriftungen während der Rotati­ on des projizierten Sternhimmels in der beschriebenen Weise um den Ekliptikpol raumfest in der Kuppel stehen bleiben. Dieses wird erreicht, wenn die genannte Projektoranordnung im Starball drehbar angeordnet ist, wobei einerseits gemäß der ersten Bedingung die Drehachse auf der beschriebenen Verbindungsgeraden liegen soll und andererseits die Bewegung mit derselben Geschwindigkeit wie beim Starball, jedoch mit entgegengesetzter Richtung erfol­ gen soll. Dieses ist die zweite Bedingung.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Darstellung der Phänomene der Präzessionsbewe­ gung erfüllt diese beiden Forderungen. Obwohl die Achse für die Präzessionsbewegung nicht mehr mechanisch realisiert ist, sondern eine virtuelle Achse darstellt, kann trotzdem ei­ ne Lagerung für die drehbare Projektoranordnung zusammen mit einer kleinen Antriebsein­ heit fest im Starball installiert werden, weil einerseits eine raumfeste Gerade während der Präzessionsbewegung durch die Projektion des Sternhimmels selbst festgelegt wird, und an­ dererseits die Sternprojektoren fest mit dem Starball verbunden sind.

Weiterhin ist die notwendige Geschwindigkeitsfunktion für die Rotation dieser Projektoranordnung ohnehin vor der Aufspaltung in die drei Anteile für die Rotation des Starballs als gewünschte Präzessionsbewegung gegeben und kann damit unmittelbar über­ nommen werden.

So kann ein fester Bildinhalt z. B. für Äquator und Ekliptik in der Form eines oder mehrerer Dias in der Projektoranordnung installiert sein. Es werden die richtigen Verhältnisse für jedes gewünschte Datum geliefert. Die erfindungsgemäße Einrichtung ist damit in der Lage, beim dreiachsigen Starball die Nachteile gegenüber der aufwendigen vierachsigen Variante zu be­ seitigen, welche in einem hohen Konstruktions- und Fertigungsaufwand für den Einbau der Drehmöglichkeit des Starballs um eine vierte Achse mit vollständigem Schleifringsatz, mit La­ gerung und kompletter Rechnersteuerung für eine Drehung um die vierte Achse besteht.

Eine Ausführungsform der Einrichtung ist so aufgebaut, daß die mindestens eine Projekto­ ranordnung einen Teilprojektor oder mehrere Teilprojektoren zur Projektion von festen Bil­ dinhalten umfaßt, wobei die Teilprojektoren justierbar fest zueinander in einem gemeinsa­ men Träger angeordnet sind. Sie sind in eine gewünschte Projektionsposition einstellbar und gegenseitig in einer festen räumlichen Position in der Projektoranordnung angeordnet.

Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung besteht darin, daß die Projektoranordnung ein Rundum- oder Panoramaprojektor ist, der im oder am träger angeordnet ist, wobei die opti­ sche Achse dieses Projektors in der durch den Ekliptikpol EP und durch den Schnittpunkt M verlaufenden Geraden liegt. Das äußere optische Glied dieses Projektors ist als Ringlinse aus­ gebildet, welche mit einer reflektierenden Oberfläche oder mit reflektierenden Oberflächen­ teilen versehen ist. Um den Ekliptikpol selbst projizieren zu können, kann die Ringlinse eine freie zentrale Öffnung oder einen nicht reflektierenden, transparenten Mittelbereich besitzen.

Der Vorteil besteht darin, daß nicht mehr der gesamte Projektor, sondern nur noch das Dia der Rundumprojektion in einer geeigneten Fassung um die optische Achse gedreht wird. Der Antrieb und die Lagerung für die Drehung sowie die gesamte übrige Projek­ toranordnung sind fest im Starball installiert.

Der Planetariumsprojektor ist so innerhalb der Planetariumskuppel zu positionieren, daß der Schnittpunkt M der drei Achsen im Mittelpunkt der Kuppel oder in dessen Nähe liegt.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen vierachsigen Planetariumsprojektor als Stand der Technik,

Fig. 2 einen dreiachsigen Starballprojektor als Stand der Technik,

Fig. 3 die Lage einer erfindungsgemäßen Einrichtung an einem dreiachsigen Starball,

Fig. 4 die Lage der erfindungsgemäßen Einrichtung bei einem Starballprojektor mit zwei exzentrisch angeordneten Halbkugeln,

Fig. 5 eine Projektoranordnung mit Teilprojektoren und

Fig. 6 eine als Ringprojektor ausgebildete Projektoranordnung.

Fig. 7 eine am Träger angesetzte Projektoranordnung in maßstabgerechter Ausführung.

Der in der Fig. 1 dargestellte, dem Stand der Technik angehörende klassische Planetarium­ sprojektor besitzt Drehmöglichkeiten um vier Achsen AA, BB, CC und DD und umfaßt die mechanischen Träger 1 und 2 mit den Fixsternprojektoren 3 und 4 für die Fixsterne der Nord- und Südhalbkugel. Diese mechanischen Träger 1 und 2 sind über keilförmige Baugruppen 5 und 6 drehbar mit einem Mittelteil 7 verbunden. Dieses Mittelteil 7 ist in einer als Traggestell 8 oder Gerätestützen bezeichneten Baugruppe um die Achse BB drehbar gelagert, wobei das Traggestell 8 um die Achse AA drehbar in einer als Unterbau 9 bezeichneten Baugruppe ge­ lagert ist.

In diesem Planetariumsprojektor sind die einzelnen Fixsternprojektoren 3 und 4 auf den me­ chanischen Trägern 1 und 2 in einer festen Relation zueinander angeordnet, wobei diese mechanischen Träger 1 und 2 letzten Endes um die vier Achsen AA, BB, CC und DD gedreht werden können. Diese vier Achsen besitzen dabei eine Reihenfolge in der Weise, daß bei ei­ ner Drehung um die hier als innerste Achse bezeichnete Achse DD, die Lage der übrigen Achsen AA, BB und CC im Raum fest bleibt. Bei einer Drehung um die Achse CC bleiben die Achsen AA und BB fest, und die Lage der Achse DD verändert sich.

Entsprechend bewirkt eine Rotation um die Achse BB gleichzeitig eine Verlagerung der Achse CC und DD jedoch keine Beeinflussung der Lage der Achse AA im Raum. Bei einer Drehung um die hier als äußerste bezeichnete Achse AA werden alle übrigen Achsen BB, CC und DD im Raum verlagert.

Alle vier Achsen AA, BB, CC und DD schneiden sich in einem gemeinsamen Schnittpunkt M, welcher gleichzeitig auch der Mittelpunkt der kugelförmigen inneren Oberfläche der Planeta­ riumskuppel ist.

Die einzelnen Baugruppen, aus denen das Projektionsgerät besteht, unterscheiden sich deut­ lich voneinander durch ihre Teilnahme an den Rotationen um diese vier Achsen. Die Träger 1 und 2 mit den Fixsternprojektoren 3 und 4 nehmen an den Rotationen um alle vier Achsen AA, BB, CC und DD teil, wobei beide Träger 1 und 2 eine gegenseitig feste Lage zueinander besitzen.

Die keilförmigen Baugruppen 5 und 6 nehmen an den Bewegungen um die Achsen AA, BB und CC teil, bleiben aber unbewegt bei einer Rotation um die Achse DD. Diese Baugruppen 5 und 6 tragen z. B. Projektoren für die Darstellung von Äquator, Ekliptik und dazugehörige Gradnetzlinien, die hier und im folgenden mit Ekliptikprojektor 10; 10' und Äquatorprojektor 11; 11' bezeichnet werden.

Das Mittelteil 7 nimmt an den Bewegungen um die Achse CC und DD nicht teil, verändert jedoch seine Lage bei Rotationen um die Achsen AA und BB. Entsprechend bleibt das Trag­ gestell 8 in seiner Lage unverändert bei Bewegungen um die Achsen BB, CC und DD, wäh­ rend es an einer Rotation um AA teilnimmt. Der Unterbau 9 bleibt stets auch bei Rotation um alle vier Achsen raumfest.

Die astronomische Bedeutung der einzelnen Rotationen in der analogen Nachbildung der Natur ist die folgende:

Rotation um Achse DD: Kreiselbewegung der Erde. Die Achse DD zeigt zu den beiden Eklip­ tikpolen Nord und Süd.

Rotation um Achse CC: Tägliche Rotation der Erde. Achse CC zeigt zu den Himmelspolen Nord und Süd.

Rotation um Achse BB: Variation der geographischen Breite des Beobachtungsortes. die Ach­ se BB zeigt zum Ost- und Westpunkt für den jeweiligen Beobachter.

Rotation um Achse AA: Variation der Blickrichtung des Beobachters. Die Achse AA zeigt zum Zenit und Nadir des Beobachtungsortes.

Der in Fig. 2 dargestellte, zum Stand der Technik gehörende, dreiachsige Starball umfaßt die mechanischen Träger 1 und 2 mit den Fixsternprojektoren 3 und 4 und, dazwischen ange­ ordnet, ein Mittelteil 12, in welchem der Schnittpunkt M der drei vorgesehenen Achsen AA, BB und CC liegt. Die Achse DD fehlt bei dieser Variante. Diese innerste Achse DD wird je­ doch als " virtuelle Achse" aufrechterhalten, indem durch eine kombinierte Bewegung nach vorgegebenen mathematischen Funktionen um die Achsen AA, BB, CC eine Drehung derart erzeugt wird, daß alle Punkte des Planetariumsprojektor, die im Moment des Beginns der kombinierten Bewegung auf der durch die Achse DD (Fig. 1) definierten Geraden liegen, auch während der kombinierten Bewegung eine feste Lage in der Kuppel des Planetariums beibehalten. Durch diese Bedingung sind gerade die erwähnten mathematischen Funktionen festgelegt. Die Einrichtung nach Fig. 2 gestattet, die astronomische Bewegung des Stern­ himmels um den Ekliptikpol EP durch die kombinierte Bewegung um die drei verbleibenden Achsen AA, BB und CC zu simulieren.

Die Projektoren 10; 10'; 11; 11' für Ekliptik und Äquator und dazugehörige Linien müssen bei dem Starballprojektor nach Fig. 2 wegen des Fehlens der keilförmigen Baugruppen 5 und 6 gemeinsam mit den Fixsternprojektoren 3 und 4 auf den Trägern 1 und 2 untergebracht sein. Damit sind jedoch die Fixsterne nicht mehr gegen diese Darstellungen und Linien be­ weglich. Für die astronomische Darstellung bedeutet das eine Einschränkung auf einen en­ gen Zeitraum. In der Praxis wird hier meist das Jahr 2000 ausgewählt. Es entfällt somit die richtige Darstellung sowohl historischer als auch zukünftiger Situationen.

Dieser entscheidende Mangel wird, wie in Fig. 3 dargestellt, erfindungsgemäß dadurch be­ seitigt, daß am Träger 1 des dreiachsigen Planetariumsprojektors eine um eine Achse 14 drehbare Projektoranordnung 13 für Äquator, Ekliptik, Himmelspol und zugehörige Linien und Beschriftungen zusätzlich zu den Fixsternprojektoren 3 und 4 vorgesehen ist. Wesentlich dabei ist, daß die Achse 14 auf der Verbindungsgeraden vom Schnittpunkt M der Achsen AA; BB und CC zum projizierten Ekliptikpol EP liegt und daß mit der Bewegung um die Ach­ se 14 gerade die Rotation der Träger 1 und 2 mit den Fixsternprojektoren 3 und 4 wieder aufgehoben wird und damit die Projektoranordnung 13 während einer solchen Rotation raumfest stehenbleibt. Diese Projektoranordnung 13 könnte auch statt auf dem Träger 1 auf dem Träger 2 oder je zur Hälfte auf dem Träger 1 und dem Träger 2 angeordnet sein. Zum Antrieb der Projektoranordnung 13 ist eine Antriebeinheit 15, die mit der Achse 14 direkt oder über zwischengeschaltete Getriebeglieder (nicht dargestellt) in Wirkverbindung steht, fest im oder am Träger 1 angeordnet.

Fig. 4 zeigt einen Planetariumsprojektor, der nicht, wie in Fig. 3 gezeigt, eine Kugelgestalt hat, sondern mit zwei exzentrisch an einem Mittelteil 16 angeordneten mechanischen Trä­ gern 1 und 2 ausgerüstet ist, wobei am Teil 1, um die Achse 14 drehbar und durch die An­ triebseinheit 15 antreibbar, die Projektoranordnung 13 angeordnet ist. Die Achsen AA, BB und CC schneiden sich, wie es weiter oben bereits dargelegt wurde, im Mittelpunkt M. Die Achse 14 der Projektoranordnung 13 ist so ausgerichtet, daß sie auf der Verbindungslinie Mittelpunkt M-Ekliptikpol EP liegt, also nicht mehr radial zu dem in Fig. 4 halbkugelförmig dargestellten Träger 1 mit dem Mittelpunkt E.

In der Fig. 5 ist eine erfindungsgemäße Projektoranordnung 13 für Äquator und Ekliptik und zugehörige Linien und Beschriftungen dargestellt, welcher auf der Achse 14 sitzt, die bei­ spielsweise in einem Lager 17 an oder im Träger 1 gelagert ist. Im Träger 1 ist ferner die mit der Achse 14 direkt oder über Getriebeelemente in Wirkverbindung stehende Antriebseinheit 15 fest angeordnet. Die Projektoranordnung 13 besitzt mehrere Teilprojektoren 18, von de­ nen jeder zur Projektion eines bestimmten Bildinhaltes dient und die in ihrer Position so an­ geordnet sind, daß sie einen lückenlosen Anschluß der projizierten Bildinhalte über eine Ringzone von 360° gewährleisten. Vorteilhaft, aber nicht zwingend, ist es, die einzelnen Teilprojektoren 18 von einer gemeinsamen zentralen Lichtquelle (nicht dargestellt) mit Licht zu versorgen.

In der Fig. 6 wird eine als Ringprojektor ausgebildete Projektoranordnung gezeigt, welche ei­ ne Beleuchtungsanordnung für ein zu projizierendes Dia 19 mit einer Lichtquelle 20 und ei­ ner Kondensoroptik 21, sowie eine Abbildungsanordnung mit einem festen optischen Sy­ stem 22 und einer als Reflektor ausgebildeten Ringlinse 23 umfaßt.

Die Ringlinse 23 besitzt eine reflektierende Oberfläche 24, die den Abbildungsstrahlengang zur Kuppelinnenfläche umlenkt und eine 360° umfassende Abbildung ermöglicht. Das Dia 19 mit dem zu projizierenden Bildinhalt ist vorteilhaft in einer Halterung 25 angeordnet, wel­ che direkt oder über Getriebeelemente 27 mit einem als Motor dienenden Antrieb 26 ver­ bunden ist, durch den die Halterung 25 zusammen mit dem darauf befindlichen Dia 19 um die optische Achse 28 des Ringprojektors gedreht werden kann. Dieser Ringprojektor ein­ schließlich des Antriebes 26 und der Getriebeelemente 27 ist im oder am mechanischen Trä­ ger 1 fest installiert und hat den Vorteil, daß nur noch die massearme Halterung 25 mit dem Dia 19 um die optische Achse 28 gedreht werden muß. Die mit der Drehachse des Dias 19 zusammenfallende optische Achse 28 muß auf der Verbindungsgeraden Mittelpunkt M- Ekliptikpol EP liegen.

Durch die Anordnung des Ringprojektors ergibt sich ein weiterer Vorteil. Da der Mittenbe­ reich 29 der Ringlinse 23 für die Ringprojektion des Bildinhaltes nicht gebraucht wird, kann dieser Bereich 29 lichtdurchlässig ausgebildet sein und somit zusätzlich zur Projektion, z. B. des Ekliptikpols EP selbst, genutzt werden, welcher ja in dieser Richtung liegt.

In Fig. 7 ist eine am Träger 1 angesetzte Projektoranordnung 13 annähernd maßstabgerecht dargestellt, um die Größenverhältnisse bei einer zu realisierenden Projektoranordnung 13 zu den Sternprojektoren 3 und dem Träger 1 zu veranschaulichen (Maßstab etwa 1 : 2) und da­ mit die deutliche Verringerung des Aufwandes gegenüber der mechanischen und elektri­ schen Realisierung für die Gerätedrehung um eine vierte Achse zu demomstrieren. So betra­ gen z. B. der Durchmesser des Trägers in diesem Ausführungsbeispiel 1100 mm und der Durchmesser der Projektoranordnung 115 mm.

Die Projektoranordnung 13 besitzt ein Gehäuse 30, welches an einer Halterung 31 befestigt ist. Die Halterung 31 ist in einer im Träger 1 angeordneten Aufnahme 32 in Lagern 33 um die Achse M-EP drehbar gelagert, wobei diese Achse die Verbindungsgerade g gemäß Fig. 3 darstellt. Die Antriebseinheit 15 steht über ein Getriebe 34 mit der Halterung 31 in Wirk­ verbindung und bewirkt die Drehung der Projektoranordnung 13 um die Achse M-EP. Im Innern des Gehäuses 30 ist vorteilhaft eine zentrale Lichtquelle 35 vorgesehen, welche die Teilprojektoren 18 und 18' (z. B. für Äquator, Ekliptik, Gradnetzlinien und Beschriftungen) oder auch weitere Projektoren (nicht dargestellt) mit Licht versorgt. Die Teilprojektoren 18 und 18' müssen sich nicht diametral gegenüberstehen. Ihre optischen Achsen 37 und 38 müssen nur so gerichtet sein, daß einerseits mit dem ausgeleuchteten Bildfeld der beabsich­ tigte Bildinhalt wirklich erfaßt wird und andererseits das sie verlassende Licht (durch gestri­ chelte Linien 39; 40 in Fig. 7 gekennzeichnet) nicht durch die Fixsternprojektoren 3 oder an­ dere am Träger angeordnete Teile abgeschattet wird.

Der Planetariumsprojektors wird so in der Planetariumskuppel (nicht dargestellt) aufgestellt, daß sein Mittelpunkt M in oder in unmittelbarer Nähe des Mittelpunktes der Planetariums­ kuppel liegt.

Claims (13)

1. Einrichtung zur Darstellung der Phänomene der Präzessionsbewegung bei Projektionsplanetarien mit mindestens einem, um drei jeweils senkrecht zueinander angeordneten und sich in einem Punkt schneidenden Achsen drehbaren Träger, wobei keine dieser Achsen die durch den Ekliptikpol verlaufende Präzessionsachse ist und der Träger ausgerüstet ist mit Fixsternprojektoren zur Darstellung des Sternhimmels und mit mindestens einer Projektoranordnung zur Darstellung von Äquator, Ekliptik, aktuellem Himmelspol und zugehörigen Gradnetzlinien und Beschriftungen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine von zwei möglichen Projektoranordnungen (13) am oder im mindestens einen Träger (1 und/oder 2) auf einer Geraden g angeordnet ist, die durch den Ekliptikpol (EP) und durch den Schnittpunkt (M) der drei senkrecht aufeinander stehenden Achsen (AA; BB; CC) verläuft.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine von zwei möglichen Projektoranordnungen (13) auf einer im oder am Träger (1) gelagerten Drehachse (14) angeordnet ist, die in der durch den Schnittpunkt (M) und den Ekliptikpol (EP) verlaufenden Geraden (g) liegt und die Projektoranordnung (13) um diese Gerade g drehbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß während der Drehung des Trägers (1) um eine zwar virtuelle, durch den gleichzeitigen geeigneten kombinierten Einsatz der drei zueinander senkrecht stehenden Achsen (AA; BB; CC) real nutzbare, die Ekliptikpole EP verbindende Achse zur Simulierung der Präzessionsbewegung des Sternhimmels die um die Gerade g drehbare Projektoranordnung (13) mit gleichgroßer Rotationsgeschwindigkeit, aber mit entgegengesetzter Drehrichtung wie der Träger (1) zur raumfesten Fixierung der projizierten Bildinhalte in der Planetariumskuppel gedreht wird.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Projektoranordnung (13) einen oder mehrere Teilprojektoren (18) zur Projektion von festen Bildinhalten umfaßt.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilprojektoren (18) in eine gewünschte Projektionsposition einstellbar sind.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilprojektoren (18) in einer festen räumlichen gegenseitigen Position zueinander in der mindestens einen Projektoranordnung (13) angeordnet sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Projektoranordnung (13) ein Rundum- oder Panoramaprojektor ist, welcher im oder am Träger (1) angeordnet ist, wobei die optische Achse (28) dieses Projektors in der durch den Ekliptikpol (EP) und durch den Schnittpunkt M verlaufenden Geraden (g) liegt.

8. Einrichtung nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere optische Glied des Rundum- oder Panoramaprojektors eine Ringlinse (23) ist, die mit einer reflektierenden Oberfläche (24) oder mit reflektierenden Oberflächenteilen versehen ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringlinse (23) eine freie zentrale Öffnung oder einen zentralen Bereich (29) besitzt, wo hindurch der Ekliptikpol (EP) selbst projiziert werden kann.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das von dem jeweiligen Rundum- oder Panoramaprojektor zu projizierende Dia (19) oder Objekt im oder am jeweiligen, diese Projektoren aufnehmenden Träger (1) vorgesehen ist und daß dieses Dia (19) in einer Halterung 25 angeordnet ist, welche durch einen im Träger (1) angeordneten Antrieb oder Motor (26) um die optische Achse (28) des Rundum- oder Panoramaprojektors drehbar ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur raumfesten Fixierung der projizierten Bildinhalte in der Planetariumskuppel die Halterung (25) mit dem Dia (19) mit gleich großer, jedoch in der Richtung entgegengesetzter Rotationsgeschwindigkeit gedreht wird wie der Träger (1).

12. Einrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) als Starball ausgebildet ist.

13. Einrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnittpunkt (M) der drei Achsen (AA; BB; CC) im Mittelpunkt der Planetariumskuppel oder in dessen Nähe positioniert ist.