آسمان نما چیست؟

آسمان نما تالاری است که عمدتا برای ارائه نمایش های آموزشی و سرگرمی درباره نجوم و آسمان شب یا برای آموزش اجرام آسمانی ساخته شده است.

از ویژگی های غالب اکثر آسمان نماها، صفحه نمایش بزرگ گنبدی شکل است که بر روی آن می‌توان ستاره ها، سیاره ها و سایر اجرام آسمانی را به نمایش گذاشت و حرکات واقع گرایانه ای را برای نمایش حرکات پیچیده ای که در آسمان ها وجود دارد شبیه سازی کرد.

آسمان نمای بلگراد، صربستان

داخل تالار یک آسمان نما (آسمان نمای belgrade در صربستان)

می‌توان با استفاده از تکنولوژی های متنوعی از قبیل لنز های با دقت طراحی شده که فناوری نوری و الکترومکانیکی را با هم ترکیب می‌کنند، پروژکتورهای مخصوص، سیستم های پروژکتوری برای نمایش ویدیوهای فول دام و لیزرها، اجرام آسمانی را نمایش داد .

 در هرمجموعه  فناوری هایی که مورد استفاده قرار می گیرد، هدف به طور معمول این است که عملکرد همه ی آنها با هم طوری باشد تا شبیه سازی نسبتا دقیقی از حرکت آسمان بدست آید.

از سیستم های معمولی می‌توان برای شبیه سازی آسمان شب در هر نقطه از زمان، گذشته و حال و همینطور برای نمایش آسمان به همان شکلی که در هر نقطه از عرض جغرافیایی زمین دیده می‌شود، استفاده کرد.

آسمان نماها از نظر اندازه از سایز گنبد ۳۷ متری (مانند آسمان نمای سنت پترزبورگ روسیه) که به آن آسمان نمای شماره ۱ گفته می شود تا  آسمان نما های قابل حمل که اندازه گنبد آنها سه متر است و تماشاگران باید روی زمین بنشینند، طبقه بندی می‌شوند. بزرگترین آسمان نما در نیمکره غربی، آسمان نمای جنیفر چالیستی (Jennifer Chalsty ) به قطر ۲۷ متر در مرکز علوم آزاد در نیوجرسی است. آسمان نمای مرکز علوم و فناوری چین در پکن دارای بیشترین ظرفیت صندلی تماشاگران (۴۴۲ صندلی) در سراسر جهان است. در آمریکای شمالی، آسمان نمای هیدن (Hayden) که در موزه ی تاریخ طبیعی ایالات متحده در نیویورک قرار دارد، بیشترین تعداد جایگاه تماشاگران (۴۲۳ صندلی) را داراست.

آسمان نمای نیشابور

آسمان نمای در حال ساخت در نیشابور، در نزدیکی آرامگاه عمر خیام

واژه «آسمان نما» گاهی به طور عموم برای توصیف دستگاه هایی که منظومه ی شمسی را شبیه سازی می‌کنند، مانند یک شبیه سازی کامپیوتری یا یک افلاک نما استفاده می ‌شود.

نرم افزار آسمان نما به برنامه نرم افزاری ای گفته می شود که یک تصویر سه بعدی از آسمان را بر صفحه نمایش دو بعدی کامپیوتر ارائه می دهد.

تاریخچه آسمان نما

آغاز

ساخت دستگاه آسمان نمای اولیه ای که بتواند حرکات خورشید، ماه و سیاره ها را پیش بینی کند به ارشمیدس، دانشمند یونان باستان نسبت داده شده است. کشف ماشین آنتیکیترا (رایانه آنالوگ باستانی) ثابت می کند که چنین دستگاه هایی در دوران باستان وجود داشته اند، هرچند به احتمال زیاد پس از مرگ ارشمیدس. کامپانوس نوارا ( ستاره شناس ایتالیایی ۱۲۹۶-۱۲۲۰) در مقاله خود به نام«  آسمان نمای تئوری» یک استوانما ( ابزاری برای محاسبات نجومی) را توصیف و همچنین دستورالعمل هایی درباره چگونگی ساخت آن نیز ارائه نموده است. گوی کروی گاتورف (مکانی در آلمان) در سال ۱۶۵۰ ساخته شد و در داخل آن صورت های فلکی نقاشی شده بود. امروزه این دستگاه ها به طور معمول افلاک نما نامیده می شوند. در واقع امروزه بسیاری از آسمان نماها، افلاک نماهای پروژکتوری هستند که خورشید و سیارات اطرافش را بر سقفی گنبدی نمایش می دهند .

سایز کوچک افلاک نماهای معمولی قرن ۱۸ باعث محدود شدن تاثیر آنها می شد، اما در اواخر همان قرن تعدادی از استادان تلاش کردند تا شبیه سازهایی با مقیاس بزرگ تر ایجاد کنند . تلاش های آدام واکر (adam walker مخترع انگلیسی ۱۸۲۱-۱۷۳۰) و پسرانش برای ترکیب تصورات نمایشی و آرمان های آموزشی قابل توجه است. افلاک نمای واکر مرکز سخنرانی های عمومی و اجرا های نمایشی او بود. پسر واکر این ماشین افلاک نما را این طور توصیف می کند :” دستگاهی با ارتفاع ۶ متر و قطر ۸ متر . این افلاک نما به شکل عمودی جلوی تماشاگران قرار میگرفت و گوی های آن به قدری بزرگ بودند که از دورترین مکان سالن نیز دیده می شدند. هر سیاره و قمرش معلق در فضا بدون هیچ گونه پشتیبانی ای به نظر می رسیدند و چرخش های روزانه و سالانه خود را بدون هیچ دلیل ظاهری آشکاری انجام می‌دادند .” سخنرانان بعدی دستگاه های خود را نسبت به افلاک نمای واکر ارتقا دادند. آر.ای.لوید (R E Lloyd) از افلاک نمای شفاف و عظیم خود رونمایی کرد و در سال ۱۸۲۵ ویلیام کیچنر (William Kitchener) گنبد خود را که قطری حدود ۱۳ متر داشت ارائه داد. این دستگاه ها برای کسب رضایت عمومی تماشاگران و تهییج شبیه سازی ها معمولا دقت نجومی لازم را قربانی می کردند.

 

آسمان نمای Eise Eisinga

آسمان نمای Eise Eisinga

 

پروژکتور زایس

اولین پروژکتور آسمان نمای شرکت زایس(مدل شماره ۱)

 

قدیمی ترین آسمان نما که همچنان قابل نمایش است توسط Eise Eisinga (ستاره شناس آماتور ۱۸۲۸-۱۷۴۴) در اتاق نشیمن خانه اش در شهر Franeker هلند ساخته شد. ساخت این آسمان نما ۷ سال به طول انجامید و در سال ۱۷۸۱ تکمیل شد. در سال ۱۹۰۵ اسکار فون میلر (oskar von miller  ۱۹۳۴-۱۸۵۵) مهندس آلمانی و موسس موزه dutches  نسخه های به روز شده آسمان نما و افلاک نماهای مجهز را جمع آوری نمود و سپس با فرانز میر (Franz Meyer) مهندس ارشد در شرکت کارل زایس (carl ziess) بر روی بزرگ ترین آسمان نمای ساخته شده که توانایی نمایش هر دو حرکت نظریه خورشید مرکزی (heliocentric) و زمین مرکزی (geocentric)را دارد، کار کرد . این آسمان نما در سال ۱۹۲۴ در موزه مونیخ به نمایش گذاشته شد. عملیات ساخت به دلیل جنگ دچار وقفه شد و به طول انجامید. در این آسمان نما سیاره ها در طول ریل های هوایی که به وسیله ی موتور های الکتریکی حرکت می کردند نمایش داده می شدند . قطر مدار زحل ۲۵/۱۱ متر بود و ۱۸۰ ستاره بر روی دیوار توسط لامپ های الکتریکی به نمایش گذاشته شد. در حالی که این پروژه در حال ساخت بود، فون میلر در کارخانه زایس با ستاره شناس آلمانی، مکس ولف (max wolf) مدیر بخش رصدخانه دانشگاه هیدلبرگ بر روی طرحی جدید با الهام از کار والاس . آتوود در آکادمی علوم شیکاگو و همچنین ایده هایی از والتر بورس فیلد (walther bauersfeld) در زایس همکاری می کرد. نتیجه این همکاری یک طرح آسمان نما بود که می توانست تمام حرکات ضروری ستاره ها و سیاره ها را در داخل یک پروژکتور نوری ایجاد کند و همچنین می توانست در مرکز یک اتاق نصب شده و تصاویر را بر سطح سفید یک نیمکره نمایش دهد . در آگوست ۱۹۲۳ اولین مدل (مدل شماره ۱) آسمان نمای زایس تصاویری را بر روی سطح گچی گنبد بتنی نیمکره ی ۱۶ متری که بر روی سقف ساختمان زایس نصب شده بود نمایش داد. اولین نمایش عمومی  این آسمان نما در موزه dutches در ۲۳ اکتبر سال ۱۹۲۳ بود.

 

آسمان نمای زایس

آسمان نمای زایس در سال ۱۹۳۲

 

زایس 1987

آسمان نمای زایس در سال ۱۹۸۷

پس از جنگ جهانی دوم

هنگامی که آلمان پس از جنگ به آلمان غربی و شرقی تقسیم شد، شرکت زایس نیز تقسیم شد. بخشی در مقر قدیمی خود در جنا، در آلمان شرقی باقی ماند و بخشی به آلمان غربی مهاجرت کرد. طراح اولین آسمان نما برای زایس، بائرزفلد، نیز همراه با سایر اعضا تیم مدیریت شرکت به آلمان غربی مهاجرت کرد. در آنجا او تا زمان فوت خود در سال ۱۹۵۹ در تیم مدیریت زایس باقی ماند . از سال ۱۹۵۴ شرکت آلمان غربی ساخت آسمان نماهای بزرگ را از سر گرفت و شرکت آلمان شرقی چند سال بعد از آن شروع به ساخت آسمان نماهای کوچک نمود. در عین حال فقدان تولیدکنندگان آسمان نما به چندین تلاش برای ساخت مدل های منحصر بفرد مانند آسمان نمای ساخته شده توسط آکادمی علوم کالیفرنیا در پارک گلدن گیت سن فرانسیسکو که در سال های ۱۹۵۲-۲۰۰۳ دایر بودمنجر شد.  برادران کرکز (Korkosz brothers) یک پروژکتور بزرگ برای موزه علوم بوستون ساختند که در اصل اولین و برای مدت زمان طولانی تنها آسمان نمایی بود که می توانست سیاره اورانوس را نمایش دهد. اکثر آسمان نماها اورانوس را نادیده می گیرند.

با افزایش شدید محبوبیت آسمان نماها در سراسر جهان که به دلیل وجود رقابت در عرضه ی فضایی در سال های دهه ی ۵۰ و ۶۰ میلادی فراهم شده بود، آمریکا از ترس اینکه مبادا از فرصت های جدید در مرزهای فضایی جا بماند، یک برنامه عظیم برای نصب بیش از ۱۲۰۰ آسمان نما ایجاد کرد.

 

اسپیتز

اولین پروژکتور اسپیتز spitz A

 

آرماند اسپیتز ( armand spitz، طراح آسمان نما) تشخیص داد که یک بازار قابل قبول در صنعت آسمان نماهای کم هزینه و کوچک وجود دارد. اولین مدلش، با نام spitz A، به شکلی طراحی شده بود که ستاره ها را از طریق یک شکل دوازده وجهی نمایش دهد، بنابراین هزینه های بالا برای ساخت یک کره را کاهش می داد. در این طرح سیارات با دست حرکت داده می شدند. چندین مدل با قابلیت های مختلف و ارتقا یافته بعد از این طرح طراحی شد تا وقتی مدل A3P ، که می توانست هزاران ستاره را به خوبی نمایش دهد، تغییرات حرکات عرضی، حرکات روزانه و سالانه را برای خورشید، ماه (از جمله فازهای ماه) و همچنین سیاره ها اعمال کند ساخته شد. این مدل در صدها دبیرستان، دانشگاه و حتی موزه های کوچک در سال های ۱۹۶۴ تا ۱۹۸۰ نصب شد.

در دهه ۶۰ میلادی، ژاپن نیز با شرکت های گوتو و مینولتا که موفق شدند چندین مدل مختلف را به بازار ارائه دهند وارد کسب و کار تولید آسمان نما شد. شرکت گوتو به ویژه هنگامی که وزارت آموزش و پرورش ژاپن در هر مدرسه ابتدایی یکی از آسمان نماهای کوچک این شرکت با قطر گنبد  ۳ تا ۵ متر را قرار داد به موفقیت بزرگی دست یافت.

گوتو

پروژکتور ساخته شده در شرکت گوتو

فیلیپ استرن (Phillip Stern)، به عنوان سخنران سابق آسمان نمای هیدن در نیویورک ایده ایجاد یک آسمان نمای کوچک که بتواند برنامه ریزی شود را ارائه کرد. مدل آپولوی او در سال ۱۹۶۷ با یک تابلو پلاستیکی برنامه ریزی، سخنرانی و نوار فیلم های ضبط شده تولید گردید. استرن نتوانست هزینه های مالی این طرح را بپردازد و پس از آن رئیس بخش آسمان نمای viewlex ، یک شرکت صوتی و تصویری متوسط در لانگ آیلند شد. برای آسمان نمای استرن حدود ۳۰ برنامه در سطوح گوناگون و همچنین در سطح عموم مردم برنامه ریزی شد. این امکان وجود داشت که اپراتور ها خودشان نیز برنامه های زنده در آسمان نما پخش کنند . خریداران آپولو میتوانستند نمایش های برنامه ریزی شده را انتخاب کرده و خریداری کنند. چند صد محصول فروخته شد اما در اواخر دهه ۷۰ ، viewlex به دلایل غیر مرتبط با کسب و کار آسمان نما ورشکست شد.

در سال های دهه ۷۰ ، سیستم فیلم OMNIMAX (که امروزه به نام صفحه نمایش IMAX شناخته می شود) برای صفحه نمایش های آسمان نما در نظر گرفته شد. اخیرا، بعضی آسمان نماها خودشان را به عنوان تئاترهای گنبدی، با ارائه های گسترده تر از جمله صفحه نمایش عریض یا ۳۶۰ ، ویدیوهای سه بعدی و نمایش های لیزری که با ترکیب موسیقی با الگوهای نوری همراه است، معرفی می کنند.

شرکت فناوری های آموزشی در ماساچوست نخستین آسمان نمای قابل حمل را در سال ۱۹۷۷ ارائه داد. فیلیپ سدلر (Philip Sadler)این سیستم انحصاری را که میتوانست ستاره ها، صورت های فلکی از اسطوره های مختلف، سیستم های مختصات نجومی و خیلی چیز های دیگر را نمایش دهد و همچنین دارای استوانه های قابل انتقال بود طراحی کرد. ( viewlex و شرکت های دیگر نیز نسخه های آسمان نمای قابل حمل خود را ساختند.)

هنگامی که آلمان در سال ۱۹۸۹ دوباره متحد شد، دو شرکت زایس هم همین کار را انجام دادند و با گسترش محصولات خود توانستند اندازه های مختلف گنبد آسمان نما را تولید نمایند.

 

بیشتر بخوانید:

آسمان نما چیست؟ 

ساخت آسمان نمای بادی

آسمان نما، شبیه ساز علم نجوم

 

آسمان نماهای کامپیوتری

در سال ۱۹۸۳، شرکت Evans & Sutherland (شرکت آمریکایی در زمینه گرافیک کامپیوتری) اولین پروژکتور آسمان نما که می توانست گرافیک های کامپیوتری را نمایش دهد تولید کرد. در آسمان نمای hansen در شهر سالت لیک سیتی  آمریکا از یک سیستم گرافیکی برداری (گرافیک برداری روشی در تولید و ذخیره ی فایل‌های تصویری کامپیوتری است که در آن تصویر در قالب مجموعه‌ای از مشخصات هندسی نقاط، خط‌ها، منحنی‌ها و چندضلعی‌ها ذخیره می ‌شود. واژه ی «بردار» در این کاربرد معنایی وسیع‌تر از یک خط راست دارد) برای نمایش ستاره ها استفاده کرد.

جدیدترین نسل از آسمان نماها از یک سیستم پروژکتوری کاملا دیجیتال که از فناوری ویدیوهای فول دام پشتیبانی می کند، استفاده می کنند. این قابلیت به اپراتور اجازه می دهد تا نه تنها آسمان شب قابل مشاهده از زمین بلکه هر تصویر دیگری که آنها می خواهند را نیز نمایش دهند ( از جمله آسمان شبی که از نقاط دوردست در فضا و زمان قابل مشاهده است)

نسل جدیدی از آسمان نماهای خانگی در ژاپن توسط Takayuki Ohira در همکاری با sega منتشر شد. ohiro   در سراسر جهان به عنوان سازنده آسمان نماهای قابل حمل که در نمایشگاه ها و رویدادها مانند نمایشگاه بین المللی aichi در سال ۲۰۰۵ استفاده شد، شناخته شده است. بعدها پروژکتور megastar  که توسط ohiro  ساخته شده بود در چندین موزه علمی در سراسر جهان نصب شد. در همین حال شرکت اسباب بازی sega به ساخت پروژکتورهای سری homestar (که با نمایش ۱۰۰۰۰ ستاره بر سقف خانه پروژکتور های نیمه حرفه ای محسوب می شدند ) برای استفاده در منزل ادامه داد.

 

پروزکتور sega

پروژکتور خانگی شرکت sega

در سال ۲۰۰۹ شرکت پژوهش مایکروسافت و شرکت Go-Dome در پروژه تلسکوپ جهانی با هم همکاری داشتند . هدف این پروژه ایجاد آسمان نماهای زیر ۱۰۰۰ دلار برای گروه های کوچک از کودکان مدرسه و همچنین ارائه تکنولوژی برای آسمان نماهای عمومی بزرگ بود.

 

ادامه دارد…

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *