Un planetario ( pl.: planetarios o planetaria ) es un teatro construido principalmente para presentar espectáculos educativos y entretenidos sobre astronomía y el cielo nocturno , o para entrenamiento 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 escenas de estrellas , planetas y otros objetos celestes y moverlos de manera realista para simular su movimiento. La proyección se puede crear de varias maneras, como una bola de estrellas , un proyector de diapositivas , un video , sistemas de proyectores de cúpula completa y láseres. Los sistemas típicos se pueden configurar para simular el cielo en cualquier momento, pasado o presente, y a menudo para representar el cielo nocturno como se vería desde cualquier punto de latitud en la Tierra.
Los planetarios varían en tamaño desde la cúpula de 37 metros en San Petersburgo, Rusia (llamada "Planetario No 1") hasta las cúpulas portátiles inflables de tres metros donde los asistentes se sientan en el suelo. El planetario más grande del hemisferio occidental es el Planetario Jennifer Chalsty en el Liberty Science Center en Nueva Jersey , su 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, 423.
El término planetario se utiliza a veces de forma genérica para describir otros dispositivos que ilustran el Sistema Solar , como una simulación por ordenador o un planetario . El software de planetario se refiere a una aplicación de software que reproduce una imagen tridimensional del cielo en una pantalla de ordenador bidimensional o en un casco de realidad virtual para una representación en 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 requerida ] 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 el interior. [6] Estos dispositivos hoy en día generalmente se denominarían orreries (nombrados en honor al conde de Orrery ). De hecho, muchos planetarios hoy tienen orreries 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 consigo una tienda de campaña 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 orreries 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 era el corazón de sus conferencias públicas o presentaciones teatrales. El hijo de Walker describe esta "máquina elaborada" como "de 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 parece suspendido en el espacio, sin ningún soporte; realizando sus revoluciones anuales y diurnas sin ninguna causa aparente". Otros conferenciantes promocionaron sus propios dispositivos: RE Lloyd anunció su Dioastrodoxon, o Gran Orrery Transparente, y en 1825 William Kitchener estaba ofreciendo su Ouranologia, que tenía 42 pies (13 m) de diámetro. Estos dispositivos probablemente sacrificaron la precisión astronómica en aras de un espectáculo que complaciera al público y de imágenes sensacionales y que provocaran asombro.
El planetario más antiguo que todavía sigue en funcionamiento se encuentra en la ciudad frisia de Franeker . Lo construyó Eise Eisinga (1744-1828) en el salón de su casa. Eisinga tardó siete años en construir su planetario, que se terminó en 1781. [8]
En 1905, Oskar von Miller (1855-1934), del Deutsches Museum de Múnich, encargó a M. Sendtner una versión actualizada de un orrery y un planetario con engranajes y, más tarde, colaboró con Franz Meyer, ingeniero jefe de la fábrica óptica Carl Zeiss de Jena , en la construcción del planetario mecánico más grande jamás construido, capaz de mostrar tanto el movimiento heliocéntrico como el geocéntrico . Este se exhibió en el Deutsches Museum en 1924, ya que la construcción se vio interrumpida por la guerra. Los planetas se desplazaban a lo largo de raíles elevados, impulsados por motores eléctricos: la órbita de Saturno tenía 11,25 m de diámetro. Se proyectaban 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 trabajo de Wallace W. Atwood en la Academia de Ciencias de Chicago y en 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 los planetas dentro del proyector óptico, y estaría montado centralmente en una habitación, proyectando imágenes sobre la superficie blanca de un hemisferio. En agosto de 1923, el primer planetario Zeiss (Modelo I) proyectaba imágenes del cielo nocturno sobre el revestimiento de yeso blanco de una cúpula de hormigón hemisférica de 16 m, erigida sobre el techo de las obras de Zeiss. La primera exhibición pública oficial tuvo lugar en el Deutsches Museum de Múnich el 21 de octubre de 1923. [10] [11]
El Planetario Zeiss se hizo popular y atrajo mucha atención. Los siguientes planetarios Zeiss se abrieron en Roma (1928, en el Aula Ottagona, parte de las Termas de Diocleciano ), Chicago (1930) y Osaka (1937, en el Museo de Ciencia y Electricidad de la Ciudad de Osaka). [11]
Cuando Alemania se dividió en Alemania Oriental y Occidental después de la guerra, la empresa Zeiss también se dividió. Una parte permaneció en su sede tradicional de Jena , en Alemania Oriental , y otra emigró a Alemania Occidental . El diseñador de los primeros planetarios de Zeiss, Walther Bauersfeld , también emigró a Alemania Occidental con los demás miembros del equipo directivo 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 planetarios de gran tamaño en 1954, y la de Alemania Oriental comenzó a fabricar planetarios pequeños unos años más tarde. Mientras tanto, la falta de fabricantes de planetarios había dado lugar a varios intentos de construcción de modelos únicos, como uno construido por la Academia de Ciencias de California en el Golden Gate Park de 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 planetario (y durante mucho tiempo el único) en proyectar el planeta Urano . La mayoría de los planetarios ignoran a Urano por ser, en el mejor de los casos, marginalmente visible a simple vista.
Un gran impulso a la popularidad del planetario en todo el mundo fue proporcionado por la carrera espacial de los años 1950 y 1960, 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 escuelas secundarias de Estados Unidos.
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. [12] Los planetas no estaban mecanizados, pero podían moverse a mano. Varios modelos siguieron con diversas capacidades mejoradas, hasta que el A3P, que proyectaba más de mil estrellas, tenía movimientos motorizados para el cambio de latitud, movimiento diario y movimiento anual para el 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 tanto Goto como Minolta comercializaron con éxito varios modelos diferentes. Goto tuvo un éxito especial cuando el Ministerio de Educación japonés instaló uno de sus modelos más pequeños, el E-3 o E-5 (los números hacen referencia al diámetro métrico de la cúpula) en todas las escuelas primarias de Japón.
Phillip Stern, antiguo 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 programas de plástico, una conferencia grabada y una tira de película. Incapaz de pagarlo él mismo, Stern se convirtió en el jefe de la división de planetarios de Viewlex, una empresa audiovisual de tamaño medio de Long Island . Se crearon unos treinta programas enlatados para varios niveles escolares y el público, mientras que los operadores podían crear los suyos propios o ejecutar el planetario en vivo. Los compradores del Apollo podían elegir entre dos programas enlatados y podían comprar más. Se vendieron unos cientos, pero a fines de la década de 1970 Viewlex se declaró en quiebra por razones no relacionadas con el negocio de los planetarios.
Durante la década de 1970, se concibió el sistema de cine OmniMax (ahora conocido como IMAX Dome) para funcionar en pantallas de planetarios. Más recientemente, algunos planetarios han cambiado su nombre a cines con domo , con ofertas más amplias que incluyen películas en pantalla ancha o "envolventes", video con domo completo y espectáculos de 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 propias versiones portátiles).
Cuando Alemania se reunificó en 1989, las dos empresas Zeiss hicieron lo mismo y ampliaron su oferta para cubrir muchos domos de diferentes tamaños.
En 1983, Evans & Sutherland instaló el primer proyector planetario digital que mostraba gráficos de computadora ( Planetario Hansen , Salt Lake City, Utah): el proyector Digistar I usaba un sistema de gráficos vectoriales para mostrar campos de estrellas y arte lineal . Esto le da al operador una gran flexibilidad para mostrar no solo el cielo nocturno moderno tal como se ve desde la Tierra , sino también desde puntos muy distantes en el espacio y el tiempo. Las generaciones más nuevas de proyectores planetarios, comenzando con Digistar 3 , ofrecen tecnología de video de cúpula completa . Esto permite la proyección de cualquier imagen. [ cita requerida ]
Las cúpulas de los planetarios tienen un diámetro que va desde los 3 a los 35 m y pueden albergar de 1 a 500 personas. Pueden ser permanentes o portátiles, según la aplicación.
El realismo de la experiencia de visualización en un planetario depende en gran medida del rango dinámico de la imagen, es decir, del contraste entre la oscuridad y la luz. Esto puede ser un desafío en cualquier entorno de proyección en 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 de planetario tradicionales 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 cuando los sistemas de proyección digital comenzaron a llenar grandes porciones de la cúpula con objetos brillantes (por ejemplo, grandes imágenes 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 el reflejo a quizás un 35-50%. Esto aumenta el nivel de contraste percibido.
Uno de los principales desafíos en la construcción de domos es lograr que las juntas sean lo más invisibles posible. Pintar un domo después de su instalación es una tarea importante y, si se hace correctamente, las juntas pueden llegar a desaparecer casi por completo.
Tradicionalmente, las cúpulas de los planetarios se montaban horizontalmente, a juego con el horizonte natural del cielo nocturno real. Sin embargo, como esa configuración requiere sillas muy inclinadas para una visión cómoda "de frente", cada vez más se construyen cúpulas inclinadas con respecto a la horizontal entre 5 y 30 grados para proporcionar una mayor comodidad. Las cúpulas inclinadas tienden a crear un "punto ideal" privilegiado para una visión óptima, en el centro, aproximadamente a un tercio de la altura de la cúpula desde el punto más bajo. Las cúpulas inclinadas suelen tener asientos dispuestos al estilo de un estadio en filas rectas y escalonadas; las cúpulas horizontales suelen tener asientos en filas circulares, dispuestos en formaciones concéntricas (mirando hacia el centro) o epicéntricas (mirando hacia el frente).
Los planetarios ocasionalmente incluyen controles como botones o joysticks en los apoyabrazos de los asientos para permitir la retroalimentación del público que influye 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 cúpula para facilitar la entrada y salida del público, simular el amanecer y el atardecer y proporcionar luz de trabajo para la limpieza de la cúpula. Más recientemente, se ha puesto a disposición la iluminación LED de estado sólido que reduce 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. Es 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. Es el planetario mecánico más grande del mundo, más grande que el Globo Atwood de Chicago (15 pies de diámetro) y un tercio del tamaño del Hayden.
Algunos planetarios nuevos cuentan ahora con un suelo de cristal , que permite a los espectadores situarse 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 de AHHAA en Tartu , Estonia, cuenta con una instalación de este tipo, con proyectores especiales para imágenes debajo de los pies de la audiencia, así como por encima de sus cabezas. [15]
Los aparatos tradicionales de proyección de planetarios utilizan una esfera hueca con una luz en su interior y un orificio para cada estrella, de ahí el nombre de "esfera estelar". En el caso de algunas de las estrellas más brillantes (por ejemplo , Sirio , Canopus , Vega ), el orificio debe ser tan grande para dejar pasar suficiente luz que debe haber una pequeña lente en el orificio para enfocar la luz hacia un punto nítido en la cúpula. En las esferas estelares de planetarios posteriores y modernas, las estrellas brillantes individuales a menudo tienen proyectores individuales, con forma de pequeñas linternas de mano, con lentes de enfoque para estrellas brillantes individuales. Los interruptores de contacto evitan que los proyectores proyecten por debajo del "horizonte". [ cita requerida ]
La bola estelar suele montarse de forma que pueda girar en su totalidad para simular la rotación diaria de la Tierra y para cambiar la latitud simulada en la Tierra. También suele haber un medio de rotación para producir el efecto de la precesión de los equinoccios . A menudo, una de estas bolas se fija en su polo sur de la eclíptica . En ese caso, la vista no puede ir tan al sur como para que alguna de las áreas en blanco resultantes en el sur se proyecte en la cúpula. Algunos proyectores de estrellas tienen dos bolas en extremos opuestos del proyector como una mancuerna . En ese caso, se pueden mostrar todas las estrellas y la vista puede ir a cualquiera de los polos o a cualquier lugar intermedio. Pero se debe tener cuidado de que los campos de proyección de las dos bolas coincidan donde se encuentran o se superponen.
Los proyectores planetarios 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 alrededor del exterior de la pantalla (con escenas de la ciudad o el campo), así como la Vía Láctea . Otros agregan líneas de coordenadas y constelaciones , diapositivas fotográficas, pantallas láser y otras imágenes.
Cada planeta se proyecta mediante un foco muy enfocado que forma un punto de luz sobre la cúpula. Los proyectores de planetas deben tener engranajes para cambiar su posición y, de ese modo, simular los movimientos de los planetas. Estos pueden ser de estos tipos:
A pesar de ofrecer una buena experiencia para el espectador, los proyectores tradicionales de bolas de estrellas sufren varias limitaciones inherentes. Desde un punto de vista práctico, los bajos niveles de luz requieren varios minutos para que el público "adapte" su vista a la oscuridad. La proyección de "bola de estrellas" está limitada en términos educativos por su incapacidad para ir más allá de una vista terrestre del cielo nocturno. Finalmente, en la mayoría de los proyectores tradicionales, los diversos sistemas de proyección superpuestos son incapaces de realizar una ocultación adecuada . Esto significa que una imagen de un planeta proyectada sobre un campo de estrellas (por ejemplo) seguirá mostrando las estrellas brillando a través de la imagen del planeta, degradando la calidad de la experiencia de visualización. Por razones relacionadas, algunos planetarios muestran estrellas debajo del horizonte proyectadas 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 en la audiencia.
Sin embargo, la nueva generación de proyectores óptico-mecánicos que utilizan tecnología de fibra óptica para mostrar las estrellas ofrecen una visión mucho más realista del cielo.
Cada vez más planetarios están utilizando tecnología digital para reemplazar todo el sistema de proyectores interconectados que se empleaban tradicionalmente alrededor de una bola estelar, con el fin de solucionar algunas de sus limitaciones. Los fabricantes de planetarios digitales afirman que estos sistemas tienen menores costos de mantenimiento y mayor confiabilidad en comparación con las "bolas estelares" tradicionales, ya que emplean pocas partes móviles y, por lo general, no requieren la sincronización del movimiento a través de la cúpula entre varios sistemas separados. Algunos planetarios combinan la proyección opto-mecánica tradicional con tecnologías digitales en la misma cúpula.
En un planetario totalmente digital, la imagen de la cúpula se genera mediante un ordenador y luego se proyecta sobre la cúpula mediante una variedad de tecnologías, entre ellas, proyectores de tubo de rayos catódicos , LCD , DLP o láser . A veces se utiliza un solo proyector montado cerca del centro de la cúpula con una lente ojo de pez para distribuir la luz sobre toda la superficie de la cúpula, mientras que en otras configuraciones se disponen varios proyectores alrededor del horizonte de la cúpula para que se integren perfectamente.
Todos los sistemas de proyección digital funcionan creando la imagen del cielo nocturno como una gran matriz 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 podía 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 limitaciones fundamentales en su capacidad de proyectar negro verdadero y luz, 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 , al tiempo que eliminan el efecto de "puerta de pantalla" 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 deflectores físicos en los proyectores. A medida que la tecnología madura y se reduce el precio, la proyección láser parece prometedora para la proyección en domo, ya que ofrece imágenes brillantes, un amplio rango dinámico y un espacio de color muy amplio .
En todo el mundo, la mayoría de los planetarios ofrecen espectáculos para el público en general. Tradicionalmente, han sido populares los espectáculos para este público con temas como "¿Qué hay en el cielo esta noche?" o los que abordan temas de actualidad como una festividad 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 el público. [ cita requerida ]
Desde principios de los años 90, los planetarios digitales en 3D con todas las funciones han añadido un grado extra de libertad a los presentadores que dan un espectáculo, ya que permiten simular la vista desde cualquier punto del espacio, no solo desde la Tierra, con la que estamos más familiarizados. Esta nueva capacidad de la realidad virtual para viajar a través del universo proporciona importantes beneficios educativos porque transmite vívidamente que el espacio tiene profundidad, ayudando a los espectadores a dejar atrás la antigua idea errónea de que las estrellas están atrapadas en el interior de una esfera celestial gigante y, en cambio, a comprender la verdadera disposición del Sistema Solar y más allá. Por ejemplo, un planetario ahora puede "volar" a los espectadores hacia una de las constelaciones familiares, como Orión , lo que revela 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 tanto, no están conectadas, excepto en la imaginación y la mitología humanas . Para las personas especialmente visuales o con conciencia espacial , esta experiencia puede ser más beneficiosa desde el punto de vista educativo que otras demostraciones.
