Un planetario ( pl.: planetarios o planetario ) es un teatro construido principalmente para presentar espectáculos educativos y entretenidos sobre astronomía y el cielo nocturno , o para entrenar en navegación celeste . [1] [2] [3]
Una característica dominante de la mayoría de los planetarios es la gran pantalla de proyección en forma de cúpula en la que se pueden hacer aparecer y moverse de manera realista escenas de estrellas , planetas y otros objetos celestes para simular su movimiento. La proyección se puede crear de varias formas, como una bola de estrella , un proyector de diapositivas , un vídeo , sistemas de proyectores de domo completo y láseres. Los sistemas típicos pueden configurarse para simular el cielo en cualquier momento, pasado o presente, y a menudo para representar el cielo nocturno tal como aparecería desde cualquier punto de latitud de la Tierra.
Los planetarios varían en tamaño desde la cúpula de 37 metros en San Petersburgo, Rusia (llamada “Planetario No 1”) hasta cúpulas portátiles inflables de tres metros donde los asistentes se sientan en el piso. El planetario más grande del hemisferio occidental es el Planetario Jennifer Chalsty en el Liberty Science Center de Nueva Jersey , cuya cúpula mide 27 metros de diámetro. El Planetario Birla en Calcuta, India, es el más grande por capacidad de asientos, con 630 asientos. [4] En América del Norte, el Planetario Hayden en el Museo Americano de Historia Natural en la ciudad de Nueva York tiene el mayor número de asientos, con 423.
El término planetario se utiliza a veces genéricamente para describir otros dispositivos que ilustran el Sistema Solar , como una simulación por computadora o un planetario . El software Planetarium se refiere a una aplicación de software que representa una imagen tridimensional del cielo en una pantalla de computadora bidimensional o en un casco de realidad virtual para una representación 3D. [5] El término planetario se utiliza para describir a un miembro del personal profesional de un planetario.
Al antiguo erudito griego Arquímedes se le atribuye la creación de un dispositivo planetario primitivo que podía predecir los movimientos del Sol , la Luna y los planetas. [ cita necesaria ] El descubrimiento del mecanismo de Antikythera demostró que tales dispositivos ya existían durante la antigüedad , aunque probablemente después de la vida de Arquímedes. Campanus de Novara describió un ecuador planetario en su Theorica Planetarum e incluyó instrucciones sobre cómo construir uno. El Globo de Gottorf construido alrededor de 1650 tenía constelaciones pintadas en su interior. [6] Hoy en día, estos dispositivos normalmente se denominarían planetarios (llamados así por el conde de Orrery ). De hecho, hoy en día muchos planetarios tienen planetarios de proyección, que proyectan sobre la cúpula el Sistema Solar (incluido el Sol y los planetas hasta Saturno ) en sus trayectorias orbitales regulares .
En 1229, tras la conclusión de la Quinta Cruzada , el emperador del Sacro Imperio Romano Germánico Federico II de Hohenstaufen trajo una tienda con agujeros dispersos que representaban estrellas o planetas . El dispositivo se operaba internamente con una mesa giratoria que hacía girar la tienda. [7]
El pequeño tamaño de los planetarios típicos del siglo XVIII limitó su impacto y, hacia finales de ese siglo, varios educadores intentaron crear una versión de mayor tamaño. Los esfuerzos de Adam Walker (1730-1821) y sus hijos son dignos de mención en sus intentos de fusionar las ilusiones teatrales con la educación. El Eidouranion de Walker fue el corazón de sus conferencias públicas o representaciones teatrales. El hijo de Walker describe esta "Máquina Elaborada" como "veinte pies de alto y veintisiete de diámetro: se encuentra verticalmente ante los espectadores, y sus globos son tan grandes que se ven claramente en las partes más distantes del Teatro. Cada Planeta y Satélite parecen suspendidos en el espacio, sin soporte alguno, realizando sus revoluciones anuales y diurnas sin causa aparente”. Otros conferenciantes promocionaron sus propios dispositivos: RE Lloyd anunció su Dioastrodoxon, o Gran Planetario Transparente, y en 1825 William Kitchener ofrecía su Ouranología, que tenía 42 pies (13 m) de diámetro. Lo más probable es que estos dispositivos sacrificaran la precisión astronómica por un espectáculo que agradara a la multitud y por imágenes sensacionales y sobrecogedoras.
El planetario más antiguo que aún funciona se encuentra en la ciudad frisia de Franeker . Fue construido por Eise Eisinga (1744-1828) en el salón de su casa. Eisinga tardó siete años en construir su planetario, que se completó en 1781. [8]
En 1905, Oskar von Miller (1855-1934), del Deutsches Museum de Múnich , encargó a M. Sendtner versiones actualizadas de un planetario con engranajes y un planetario, y más tarde trabajó con Franz Meyer, ingeniero jefe de la fábrica de óptica Carl Zeiss en Jena , en el mayor planetario mecánico jamás construido, capaz de mostrar movimientos tanto heliocéntricos como geocéntricos . Esto se exhibió en el Deutsches Museum en 1924, ya que las obras de construcción fueron interrumpidas por la guerra. Los planetas viajaban a lo largo de rieles elevados, impulsados por motores eléctricos: la órbita de Saturno tenía 11,25 m de diámetro. Se proyectaron 180 estrellas en la pared mediante bombillas eléctricas.
Mientras se construía, von Miller también trabajaba en la fábrica Zeiss con el astrónomo alemán Max Wolf , director del observatorio Landessternwarte Heidelberg-Königstuhl de la Universidad de Heidelberg , en un nuevo y novedoso diseño, inspirado en el de Wallace W. Atwood . trabajo en la Academia de Ciencias de Chicago y por las ideas de Walther Bauersfeld y Rudolf Straubel [9] en Zeiss . El resultado fue un diseño de planetario que generaría todos los movimientos necesarios de las estrellas y planetas dentro del proyector óptico, y se montaría centralmente en una habitación, proyectando imágenes sobre la superficie blanca de un hemisferio. En agosto de 1923, el primer planetario Zeiss (Modelo I) proyectó imágenes del cielo nocturno sobre el revestimiento de yeso blanco de una cúpula semiesférica de hormigón de 16 m, erigida sobre el tejado de la fábrica Zeiss. La primera exposición pública oficial tuvo lugar en el Deutsches Museum de Munich el 21 de octubre de 1923. [10]
Cuando después de la guerra Alemania se dividió en Alemania Oriental y Occidental, la empresa Zeiss también se dividió. Parte permaneció en su sede tradicional en Jena , en Alemania Oriental , y otra parte emigró a Alemania Occidental . El diseñador de los primeros planetarios de Zeiss, Walther Bauersfeld , también emigró a Alemania Occidental con el resto de miembros de la dirección de Zeiss. Allí permaneció en el equipo directivo de Zeiss West hasta su muerte en 1959.
La empresa de Alemania Occidental reanudó la fabricación de grandes planetarios en 1954, y la empresa de Alemania Oriental empezó a fabricar planetarios pequeños unos años más tarde. Mientras tanto, la falta de fabricantes de planetarios había llevado a varios intentos de construcción de modelos únicos, como uno construido por la Academia de Ciencias de California en el Golden Gate Park , San Francisco , que funcionó entre 1952 y 2003. Los hermanos Korkosz construyeron un gran proyector para el Museo de Ciencias de Boston , que fue único por ser el primer (y durante mucho tiempo único) planetario en proyectar el planeta Urano . La mayoría de los planetarios ignoran que Urano es, en el mejor de los casos, marginalmente visible a simple vista.
La carrera espacial de las décadas de 1950 y 1960 dio un gran impulso a la popularidad del planetario en todo el mundo, cuando los temores de que Estados Unidos pudiera perder las oportunidades de la nueva frontera en el espacio estimularon un programa masivo para instalar más de 1.200 planetarios en Estados Unidos. Instituto.
Armand Spitz reconoció que existía un mercado viable para planetarios pequeños y económicos. Su primer modelo, el Spitz A, fue diseñado para proyectar estrellas desde un dodecaedro , reduciendo así los gastos de mecanizado en la creación de un globo. [11] Los planetas no estaban mecanizados, pero podían moverse a mano. Siguieron varios modelos con diversas capacidades mejoradas, hasta que el A3P, que proyectaba más de mil estrellas, tenía movimientos motorizados para el cambio de latitud, el movimiento diario y el movimiento anual del Sol, la Luna (incluidas las fases) y los planetas. Este modelo se instaló en cientos de escuelas secundarias, universidades e incluso pequeños museos desde 1964 hasta la década de 1980.
Japón entró en el negocio de la fabricación de planetarios en la década de 1960, y Goto y Minolta comercializaron con éxito varios modelos diferentes. Goto tuvo especial éxito cuando el Ministerio de Educación japonés instaló uno de sus modelos más pequeños, el E-3 o E-5 (los números se refieren al diámetro métrico de la cúpula) en todas las escuelas primarias de Japón.
Phillip Stern, ex profesor del Planetario Hayden de la ciudad de Nueva York , tuvo la idea de crear un pequeño planetario que pudiera programarse. Su modelo Apollo se presentó en 1967 con un tablero de programa de plástico, una conferencia grabada y una tira de película. Incapaz de pagar esto por sí mismo, Stern se convirtió en el jefe de la división de planetarios de Viewlex, una empresa audiovisual de tamaño mediano en Long Island . Se crearon alrededor de treinta programas enlatados para varios niveles de grado y el público, mientras que los operadores podían crear los suyos propios o administrar el planetario en vivo. Los compradores del Apollo pudieron elegir entre dos espectáculos enlatados y pudieron comprar más. Se vendieron unos cientos, pero a finales de la década de 1970 Viewlex quebró por motivos no relacionados con el negocio de los planetarios.
Durante la década de 1970, el sistema de películas OmniMax (ahora conocido como IMAX Dome) fue concebido para funcionar en pantallas de planetario. Más recientemente, algunos planetarios se han rebautizado como teatros domo , con ofertas más amplias que incluyen películas de pantalla ancha o "envolventes", videos de domo completo y espectáculos láser que combinan música con patrones dibujados con láser.
Learning Technologies Inc. en Massachusetts ofreció el primer planetario fácilmente portátil en 1977. Philip Sadler diseñó este sistema patentado que proyectaba estrellas, figuras de constelaciones de muchas mitologías , sistemas de coordenadas celestes y mucho más, desde cilindros extraíbles (Viewlex y otros siguieron con sus propios versiones portátiles).
Cuando Alemania se reunificó en 1989, las dos empresas Zeiss hicieron lo mismo y ampliaron su oferta para cubrir domos de diferentes tamaños.
En 1983, Evans & Sutherland instalaron el primer proyector de planetario digital que mostraba gráficos por computadora ( planetario Hansen , Salt Lake City, Utah): el proyector Digistar I utilizaba un sistema de gráficos vectoriales para mostrar campos de estrellas y arte lineal . Esto proporciona al operador una gran flexibilidad para mostrar no sólo el cielo nocturno moderno visible desde la Tierra , sino también desde puntos muy distantes en el espacio y el tiempo. Las generaciones más nuevas de proyectores de planetario, comenzando con Digistar 3 , ofrecen tecnología de vídeo fulldome . Esto permite la proyección de cualquier imagen. [ cita necesaria ]
Las cúpulas del planetario varían en tamaño de 3 a 35 m de diámetro y tienen capacidad para 1 a 500 personas. Pueden ser permanentes o portátiles, según la aplicación.
El realismo de la experiencia visual en un planetario depende significativamente del rango dinámico de la imagen, es decir, del contraste entre la luz y la oscuridad. Esto puede ser un desafío en cualquier entorno de proyección en forma de cúpula, porque una imagen brillante proyectada en un lado de la cúpula tenderá a reflejar la luz hacia el lado opuesto, "elevando" el nivel de negro allí y haciendo que toda la imagen parezca menos realista. Dado que los espectáculos tradicionales del planetario consistían principalmente en pequeños puntos de luz (es decir, estrellas) sobre un fondo negro, esto no era un problema importante, pero se convirtió en un problema a medida que los sistemas de proyección digital comenzaron a llenar grandes porciones de la cúpula con objetos brillantes (por ejemplo, , imágenes grandes del sol en contexto). Por esta razón, las cúpulas de los planetarios modernos a menudo no están pintadas de blanco sino de un color gris medio, lo que reduce la reflexión quizás a un 35-50%. Esto aumenta el nivel percibido de contraste.
Un desafío importante en la construcción de domos es hacer que las uniones sean lo más invisibles posible. Pintar una cúpula después de la instalación es una tarea importante y, si se hace correctamente, las costuras pueden casi desaparecer.
Tradicionalmente, las cúpulas de los planetarios se montaban horizontalmente, coincidiendo con el horizonte natural del cielo nocturno real. Sin embargo, debido a que esa configuración requiere sillas muy inclinadas para una visualización cómoda "hacia arriba", cada vez más se construyen cúpulas inclinadas respecto de la horizontal entre 5 y 30 grados para proporcionar mayor comodidad. Los domos inclinados tienden a crear un "punto ideal" favorecido para una visualización óptima, en el centro, aproximadamente a un tercio de la altura del domo desde el punto más bajo. Las cúpulas inclinadas generalmente tienen asientos dispuestos al estilo de un estadio en filas rectas y escalonadas; Las cúpulas horizontales suelen tener asientos en filas circulares, dispuestos en conjuntos concéntricos (mirando al centro) o epicéntricos (mirando al frente).
En ocasiones, los planetarios incluyen controles como botones o joysticks en los reposabrazos de los asientos para permitir al público recibir comentarios que influyan en el espectáculo en tiempo real .
A menudo, alrededor del borde de la cúpula (la "cala") se encuentran:
Tradicionalmente, los planetarios necesitaban muchas lámparas incandescentes alrededor de la ensenada del domo para ayudar al público a entrar y salir, simular el amanecer y el atardecer y proporcionar luz de trabajo para la limpieza del domo. Más recientemente, está disponible la iluminación LED de estado sólido que disminuye significativamente el consumo de energía y reduce los requisitos de mantenimiento, ya que las lámparas ya no tienen que cambiarse periódicamente.
El planetario mecánico más grande del mundo se encuentra en Monico, Wisconsin. El Planetario Kovac . Tiene 22 pies de diámetro y pesa dos toneladas. El globo está hecho de madera y se acciona con un controlador de motor de velocidad variable. Este es el planetario mecánico más grande del mundo, más grande que el Atwood Globe de Chicago (15 pies de diámetro) y un tercio del tamaño del Hayden.
Algunos planetarios nuevos ahora cuentan con un piso de vidrio , que permite a los espectadores permanecer cerca del centro de una esfera rodeada de imágenes proyectadas en todas direcciones, dando la impresión de flotar en el espacio exterior . Por ejemplo, un pequeño planetario en AHHAA en Tartu , Estonia , presenta una instalación de este tipo, con proyectores especiales para imágenes debajo de los pies de la audiencia, así como sobre sus cabezas. [14]
Los aparatos de proyección de planetarios tradicionales utilizan una bola hueca con una luz en su interior y un orificio para cada estrella, de ahí el nombre "bola de estrellas". En algunas de las estrellas más brillantes (por ejemplo, Sirio , Canopus , Vega ), el agujero debe ser tan grande para dejar pasar suficiente luz que debe haber una pequeña lente en el agujero para enfocar la luz en un punto nítido de la cúpula. En las bolas estelares de los planetarios posteriores y modernos, las estrellas brillantes individuales suelen tener proyectores individuales, con forma de pequeñas linternas de mano, con lentes de enfoque para las estrellas brillantes individuales. Los disyuntores impiden que los proyectores se proyecten por debajo del "horizonte". [ cita necesaria ]
La bola estelar generalmente se monta de manera que pueda girar como un todo para simular la rotación diaria de la Tierra y cambiar la latitud simulada en la Tierra. También suele existir un medio de rotación para producir el efecto de precesión de los equinoccios . A menudo, una de esas bolas está unida a su polo sur de la eclíptica . En ese caso, la vista no puede ir tan al sur como para que el área en blanco resultante en el sur se proyecte sobre la cúpula. Algunos proyectores de estrellas tienen dos bolas en los extremos opuestos del proyector como una mancuerna . En ese caso, se pueden mostrar todas las estrellas y la vista puede ir a cualquier polo o a cualquier punto intermedio. Pero hay que tener cuidado de que los campos de proyección de las dos bolas coincidan en el lugar donde se encuentran o se superponen.
Los proyectores de planetario más pequeños incluyen un conjunto de estrellas fijas, el Sol, la Luna y los planetas, y varias nebulosas . Los proyectores más grandes también incluyen cometas y una selección mucho mayor de estrellas. Se pueden agregar proyectores adicionales para mostrar el crepúsculo en el exterior de la pantalla (completo con escenas de ciudad o campo), así como la Vía Láctea . Otros añaden líneas de coordenadas y constelaciones , diapositivas fotográficas, visualizaciones láser y otras imágenes.
Cada planeta es proyectado por un foco nítidamente enfocado que crea un punto de luz en la cúpula. Los proyectores de planetas deben tener engranajes para mover su posicionamiento y así simular los movimientos de los planetas. Estos pueden ser de estos tipos: -
A pesar de ofrecer una buena experiencia al espectador, los proyectores de bolas de estrellas tradicionales sufren varias limitaciones inherentes. Desde un punto de vista práctico, los bajos niveles de luz requieren varios minutos para que el público "adapte la vista a la oscuridad" . La proyección de la "bola de estrellas" está limitada en términos educativos por su incapacidad de ir más allá de una vista del cielo nocturno desde la Tierra. Finalmente, en la mayoría de los proyectores tradicionales, los diversos sistemas de proyección superpuestos no pueden ocultarse adecuadamente . Esto significa que una imagen de un planeta proyectada sobre un campo estelar (por ejemplo) seguirá mostrando las estrellas brillando a través de la imagen del planeta, degradando la calidad de la experiencia visual. Por razones relacionadas, algunos planetarios muestran estrellas debajo del horizonte proyectándose en las paredes debajo de la cúpula o en el piso, o (con una estrella brillante o un planeta) brillando en los ojos de alguien del público.
Sin embargo, la nueva generación de proyectores óptico-mecánicos que utilizan tecnología de fibra óptica para mostrar las estrellas muestran una vista mucho más realista del cielo.
Un número cada vez mayor de planetarios está utilizando tecnología digital para reemplazar todo el sistema de proyectores interconectados que tradicionalmente se emplean alrededor de una bola estelar para abordar algunas de sus limitaciones. Los fabricantes de planetarios digitales afirman que estos sistemas reducen los costos de mantenimiento y aumentan la confiabilidad en comparación con las "bolas en estrella" tradicionales, basándose en que emplean pocas piezas móviles y generalmente no requieren sincronización del movimiento a través del domo entre varios sistemas separados. Algunos planetarios combinan la proyección optomecánica tradicional y las tecnologías digitales en la misma cúpula.
En un planetario totalmente digital, la imagen del domo se genera mediante una computadora y luego se proyecta en el domo utilizando una variedad de tecnologías que incluyen tubos de rayos catódicos , LCD , DLP o proyectores láser . A veces se emplea un único proyector montado cerca del centro de la cúpula con una lente ojo de pez para difundir la luz por toda la superficie de la cúpula, mientras que en otras configuraciones se colocan varios proyectores alrededor del horizonte de la cúpula para fusionarse perfectamente.
Todos los sistemas de proyección digital funcionan creando la imagen del cielo nocturno como una gran variedad de píxeles . En términos generales, cuantos más píxeles pueda mostrar un sistema, mejor será la experiencia de visualización. Si bien la primera generación de proyectores digitales no pudo generar suficientes píxeles para igualar la calidad de imagen de los mejores proyectores tradicionales de "bola de estrellas", los sistemas de alta gama ahora ofrecen una resolución que se acerca al límite de la agudeza visual humana .
Los proyectores LCD tienen límites fundamentales en su capacidad para proyectar luz y negro verdadero, lo que ha tendido a limitar su uso en planetarios. Los proyectores LCOS y LCOS modificados han mejorado las relaciones de contraste de la pantalla LCD y al mismo tiempo han eliminado el efecto de "puerta mosquitera" de los pequeños espacios entre los píxeles de la pantalla LCD. Los proyectores DLP de “chip oscuro” mejoran el diseño DLP estándar y pueden ofrecer una solución relativamente económica con imágenes brillantes, pero el nivel de negro requiere una desconcierto físico de los proyectores. A medida que la tecnología madura y reduce su precio, la proyección láser parece prometedora para la proyección en domo, ya que ofrece imágenes brillantes, un gran rango dinámico y un espacio de color muy amplio .
En todo el mundo, la mayoría de los planetarios ofrecen espectáculos al público en general. Tradicionalmente, han sido populares los programas para estas audiencias con temas como "¿Qué hay en el cielo esta noche?", o programas que abordan temas de actualidad como una fiesta religiosa (a menudo la estrella de Navidad ) vinculada al cielo nocturno. Muchos lugares prefieren el formato en vivo, ya que un orador o presentador en vivo puede responder las preguntas planteadas por la audiencia. [ cita necesaria ]
Desde principios de la década de 1990, los planetarios digitales en 3D con todas las funciones han añadido un grado adicional de libertad al presentador que ofrece un espectáculo porque permiten la simulación de la vista desde cualquier punto del espacio, no sólo la vista desde la Tierra con la que estamos más familiarizados. con. Esta nueva capacidad de realidad virtual para viajar a través del universo proporciona importantes beneficios educativos porque transmite vívidamente que el espacio tiene profundidad, ayudando al público a dejar atrás la antigua idea errónea de que las estrellas están atrapadas en el interior de una esfera celeste gigante y, en cambio, a comprender la verdadera realidad. Diseño del Sistema Solar y más allá. Por ejemplo, un planetario ahora puede "volar" al público hacia una de las constelaciones familiares como Orión , revelando que las estrellas que parecen formar una forma coordinada desde un punto de vista terrestre están a distancias muy diferentes de la Tierra y por lo que no están conectados, excepto en la imaginación humana y la mitología . Para personas especialmente conscientes de lo visual o espacial , esta experiencia puede ser más beneficiosa desde el punto de vista educativo que otras demostraciones.
