Planetarium - Planetarium (English spelling)

Japanese: プラネタリウム - ぷらねたりうむ（英語表記）Planetarium

A celestial globe, or planetary globe, is an educational device that uses a large number of chairs arranged in concentric circles inside a dome to serve as seating, and a projection device in the center to project life-like celestial phenomena onto the dome's inner vault.

[Gorou Ishida]

History of the Planetarium

Previously, motorized celestial globes and triad globes were used to explain celestial phenomena, but the idea of recreating an exact replica of the starry sky was initiated after World War I by M. Wolf, director of the Heidelberg Observatory. Specifically, with the cooperation of Miller at the Deutsches Museum in Munich and Carl Zeiss engineer Walter Bauersfeld (1879-1959), a large machine was completed at the Carl Zeiss Optical Factory in 1923.

The first model was installed in a 16-meter dome on the roof of the Zeiss factory in Jena and was a great success. The second model was installed in a 10-meter dome at the Deutsches Museum in Munich and played a practical role in astronomy education. Before the Second World War, 27 models were installed around the world, including in German cities such as Berlin, Hamburg, Dresden, Leipzig, Jena, Hannover, Dusseldorf, Munich, and Nuremberg, European cities such as Moscow, Leningrad (now St. Petersburg), Rome, Milan, Vienna, and Stockholm, and four cities in the United States: Chicago, Philadelphia, New York, and Los Angeles. Of these, the 23rd model was installed in the Electric Science Museum in Osaka in 1937 (Showa 12), and the 26th model was installed at the Tohnichi Astronomical Observatory in Tokyo to meet the needs of Japanese astronomy enthusiasts.

After World War II, Carl Zeiss temporarily stopped producing planetariums as its factories were split between West Germany and East Germany. During this time, Spitz Corporation in Elkton, Maryland, USA, began producing medium-sized planetariums in 1947, and these became popular all over the world.

In Japan, after production was restarted, Carl Zeiss planetariums were installed at the Goto Planetarium in Shibuya, Tokyo in 1957 (closed in March 2001), and in 1960 at the Akashi Astronomical Museum in Hyogo Prefecture, marking the resumption of astronomy education activities.

In Japan, Goto Optical Laboratory and Konica Minolta Planetarium (Minolta Planetarium was established in 1988 when the planetarium business was spun off from Minolta and renamed in 2003) have begun manufacturing large and medium-sized machines, and new models have been installed in children's centers and science museums throughout the country. In particular, new computer-controlled models have appeared recently, making full use of a variety of projection methods to improve the effects of projection.

[Gorou Ishida]

Planetarium Structure

The basic mechanical structure of a planetarium is divided into a constellation section and a solar system section. In Zeiss-type planetariums, the central projection device has two dumbbell-shaped spherical projectors at either end of a cylindrical cage, with 32 lenses arranged on these to project approximately 9,000 stars across the sky. A powerful special light bulb is placed in the center of the star ball, and an image of the starry sky is projected onto the spherical screen using a condenser lens, a star plate, and a projection lens. The star plate is a thin copper plate with round holes (diameter 20 to 700 micrometers), and the size of the holes represents the magnitude of the stars, and when it points below the horizon, a special shutter is activated to block the light.

The entire projector is mounted on a tower-shaped stand, and a motor drives it to move in a diurnal motion (freely adjustable in speed and speed). By changing the position of the North Pole, it is possible to reproduce the starry sky that can be seen from any latitude on Earth, from the South Pole to the equator and back to the North Pole. Also, by adjusting for the precession phenomenon, it is possible to view the sky at any time in the past or future.

The cage-shaped cylindrical section in the center is the solar system section. The solar projection device rotates along the ecliptic, but the center of rotation is offset from the center of the circle, and the eccentric circle approximates the ellipse of the Earth's orbit.

The lunar projection device must be mechanically designed to accurately reproduce the movement of the celestial celestial orbit, which takes 18.6 years to complete one revolution while maintaining a 5°8′ inclination to the ecliptic. It can also project the phases of the moon, from the crescent moon to the full moon, using a special optical device.

The planetary projection device is the most important part, which is why this instrument is called a planetarium. The first problem is to approximate the ratio of the orbital periods, which cannot be expressed as rational numbers, by using a complex combination of gears. The second problem is to use the support rod of the projection lens, which has a fulcrum on a double circumference, to subtract the motion of the Earth and reproduce the complex motions of the planets, such as prograde, retrograde, and stationary. Usually, a red Mars, a striped Jupiter, or a ringed Saturn is projected in a fairly large image. Other special projection devices include an equatorial coordinate scale, a constellation chart, the Milky Way, zodiacal light, meteors, comets, and artificial satellites.

Twilight projections are used before and after the beginning and end of the screening, and background music is played to enhance the sense of realism.

In large planetariums, chairs are arranged so that viewers look up at a spherical screen about 20 meters in diameter, but in recent years, designs in which the chairs face a sloping dome and the projection direction can be selected as desired by computer have become popular.

[Gorou Ishida]

"A book that will make you want to go to the planetarium" edited by Etsuko Kobayashi (1992, Liberty Shobo)" ▽ "A starry sky on earth - the history and technology of planetariums" written by Masaichi Ito (1998, Shokabo)

[References] | Wolf | Carl Zeiss | Mirror

Source: Shogakukan Encyclopedia Nipponica About Encyclopedia Nipponica Information | Legend

Japanese:

天象儀、または惑星儀という。ドームの内側に多数の椅子(いす)を同心円に並べて観覧席とし、中央の投影装置によりドーム内側の丸天井に実物どおりの天体現象を投影して見せる教育用器械である。

［石田五郎］

プラネタリウムの歴史

従来、天象を説明するには電動天球儀や三球儀があったが、本物どおりの星空を再現しようという構想は第一次世界大戦後、ハイデルベルク天文台長M・ウォルフによって始まり、具体的にはミュンヘンのドイツ博物館のミラー、カール・ツァイス社の技師バウエルスフェルトWalter Bauersfeld（1879―1959）の協力によって、1923年にカール・ツァイス光学工場で大型機が完成した。

　第1号機はイエナのツァイス工場の屋上の直径16メートルのドーム内に据え付けられて大成功を収めた。第2号機はミュンヘンのドイツ博物館の直径10メートルのドーム内に設置されて、実際の天文教育に実用的役割を果たし、第二次世界大戦前には、ベルリン、ハンブルク、ドレスデン、ライプツィヒ、イエナ、ハノーバー、デュッセルドルフ、ミュンヘン、ニュルンベルクなどのドイツの各都市、モスクワ、レニングラード（現サンクト・ペテルブルグ）、ローマ、ミラノ、ウィーン、ストックホルムなどのヨーロッパの諸都市、アメリカではシカゴ、フィラデルフィア、ニューヨーク、ロサンゼルスの4都市、と世界中に27機が設置された。このうち第23号機は1937年（昭和12）に大阪の電気科学館に、第26号機は東京の東日天文館に設置され、日本の天文愛好家の要望にこたえた。

　第二次世界大戦後、カール・ツァイス社は工場が西ドイツと東ドイツに二分されるなどしてプラネタリウムの製作も一時中止された。この間、1947年にアメリカ、メリーランド州エルクトン市にあるスピッツ社が中型プラネタリウムの製作を開始し、これが全世界に普及した。

　日本では、生産を再開したカール・ツァイス社のプラネタリウムが1957年（昭和32）に東京・渋谷の五島(ごとう)プラネタリウム（2001年3月閉館）に、また1960年には兵庫県明石(あかし)市の天文科学館に設置されて天文教育の活動が再開された。

　また国内では五藤光学研究所、コニカミノルタプラネタリウム（1988年ミノルタからプラネタリウム事業が独立して設立されたミノルタプラネタリウムが2003年に社名変更）の2社が大型機、中型機の製作を開始し、全国各地の児童館、科学館に新型機が設置された。とくに最近はコンピュータ制御の新機種が登場して多彩な上映手段を駆使して演出効果をあげている。

［石田五郎］

プラネタリウムの構造

プラネタリウムの基本的な機械構造は星座部と太陽系部に分かれる。ツァイス型プラネタリウムでは中央の投影装置は円筒形のかごの両端に亜鈴のように球形の投影器が2個つき、ここに配置された32個のレンズで全天の約9000個の恒星を投影する。恒星球の中央には強力な特殊電球を置き、コンデンサーレンズ、星野原版、投影レンズにより星空の映像を球面スクリーンに投影する。星野原版は銅の薄板に丸孔（口径20～700マイクロメートル）をあけ、孔の大小で恒星の等級を表現し、地平線下に向くときは特殊シャッターが作動して光を覆うようになっている。

　投影機全体はやぐら形の架台の上にのり、モーターによって日周運動（緩急自由）が行われる。北極の位置を変えてやれば、南極から赤道、そして北極まで、地球上のどの緯度の地点からでも見える星野が自由に再現できる。また歳差現象の調節で、過去・未来のいかなるときの空も見ることができる。

　中央のかご形の円筒部が太陽系部である。太陽の投影装置は、黄道に沿って回転させるが回転中心は円の中心から偏った位置に置き、偏心円により地球軌道の楕円(だえん)を近似する。

　月の投影装置は、公転が速く、1か月に全周するので機械的にさまざまな考慮が払われるが、黄道に対して5度8分の傾斜を保ったまま18.6年で1周する白道の動きも正確に再現する。また特殊な光学装置で三日月から満月までの満ち欠けも投影できる。

　惑星の投影装置は、この器械がプラネタリウムとよばれる由縁のように、もっとも重要な部分である。有理数では表せない公転周期の比を、複雑な歯車の組合せで近似することが第一の問題である。二重の円周上に支点を置いた投影レンズの支持棹で地球の運動を差し引き、順行・逆行・留などの複雑な惑星の動きを再現するのが第二の問題で、普通は赤い火星、縞(しま)のある木星、リングのある土星などがかなり大きな画像で投影される。このほかに赤道座標目盛り、星座図、天の川、黄道光、流星、彗星(すいせい)、人工衛星などの特殊投影装置が付属する。

　上映の開始、終了時の前後には、薄明の投影が行われ、またバックグラウンド・ミュージックなどが流されて臨場感を高める。

　大型のプラネタリウムの場合には、直径20メートル程度の球面のスクリーンを仰ぎ見る形に椅子を配列するが、傾斜ドームに椅子が正対し、投影はコンピュータによって任意の方向が選択できるように設計されたものが近年流行している。

［石田五郎］

『小林悦子編著『プラネタリウムへ行きたくなる本』（1992・リバティ書房）』▽『伊東昌市著『地上に星空を――プラネタリウムの歴史と技術』（1998・裳華房）』

[参照項目] | ウォルフ | カール・ツァイス | ミラー

出典　小学館　日本大百科全書(ニッポニカ)日本大百科全書(ニッポニカ)について　情報 | 凡例

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