Просто космос! Как устроен планетарий Лахта Центра

    В 2017 году звезда НБА Шакил О’Нил едва не перевернул устои современного представления о мире, усомнившись в том, что Земля круглая. «Я постоянно езжу из Флориды в Калифорнию, поэтому она плоская для меня. Ведь я не двигаюсь вверх и вниз под углом в 360 градусов. Вы хотите сказать, что Китай под нами? Это не так. Земля плоская», — обосновал свою позицию баскетболист. Правда, потом признался, что таким образом троллил своего коллегу из «Кливленда» Кайри Ирвинга, который до этого также выразил сомнения насчет формы Земли.

    image

    К счастью, в мире во все времена было много гораздо более пытливых умов. Поэтому гелиоцентрическая модель мира появилась еще в эпоху Возрождения. И, несмотря на то что за учение Коперника очень долго сжигали на костре, оно в итоге победило.

    image

    Как смоделировать вселенную


    Когда к ученому приходит понимание как что-то устроено, это «что-то» сразу хочется превратить в модель, чтобы объяснить теорию и передать знания. Так появился первый планетарий, названный впоследствии коперниковским. Разумеется, механический. Принцип элементарный: с помощью набора валов и зубчатых передач шарики-планеты двигаются вокруг центрального шара-Солнца с соблюдением тех же относительных скоростей и расстояний, как на небе.

    image

    Наглядно, но не зрелищно. Поэтому прообразом современных планетариев стал их другой вид – сфера, внутри которой зрители наблюдают нарисованные на двигающейся внутренней поверхности купола звезды и созвездия. Эту конструкцию назвали птолемеевским планетарием. Пример — Большой Готторпский глобус Петра I, экспонируемый в Кунсткамере.

    image

    Это уже очень похоже на планетарии, к которым мы привыкли. Только вот с точностью передачи расположения звезд и планет была проблема, которую удалось решить в начале XX века. Для этого понадобилась еще одна небольшая революция – на этот раз в мышлении, ведь мысль о том, что лучше не высвечивать звезды на подвижном куполе, а проецировать их на неподвижный сферический экран пришла к изобретателям не сразу. Только в 1919 году немецкий инженер-механик Вальтер Бауэрсфельд предложил эту прорывную идею, которая в 1924 году была воплощена компанией Carl Zeiss. Сердцем проекта стал специальный оптико-механический проектор, получивший название Zeiss I.

    image

    Отличие планетария нового типа от предшественников – возможность воспроизведения точной карты звездного неба, видимого с любой точки земной поверхности. Для этого в «звездной машине» изображения звезд создаются крошечными отверстиями в медной фольге. Свет, проходящий сквозь них, транслируется на купол-экран с помощью множества проекторов. Чуть позднее Zeiss I был усовершенствован. Zeiss II содержал уже два шара, один из которых проецировал северную небесную полусферу, а второй – южную.

    image

    В таком виде планетарий дошел до наших дней, и в большинстве астрономических научно-познавательных объектов работают именно такие звездные машины – где-то усовершенствованные, где-то не особо.

    image

    Цифра против механики


    Новую волну в развитие планетариев внесло появление цифровых технологий.
    Демонстрацию звездного неба теперь дополняют полнокупольные видео, лазерные шоу, а в некоторых новых планетариях вообще отказались от использования звездных машин, заменив их цифровыми или лазерными видеопроекторами, транслирующими изображение, которое генерируется компьютером.

    image

    Преимущество полностью цифровых планетариев — в сравнительно низкой цене при высокой зрелищности. Но специалисты склонны относить даже самые продвинутые версии таких объектов к кинотеатрам с экраном-полусферой, не имеющим особого отношения к науке. Дело в том, что ни одна проекторная система пока не достигла сопоставимого со звездной машиной качества изображения звездного неба. Все просто: человеческий глаз различает даже звезды с очень маленькими угловыми размерами — меньшими, чем пиксель проектора самого высокого разрешения. А значит, эти звезды воспроизвести без качественной звездной машины не удастся.

    image

    Другое дело, что звездная машина ничего, кроме звезд, воспроизводить не умеет. Поэтому в планетарии Лахта Центра решено было совместить работу традиционной звездной машины с возможностями цифрового суперкино.

    Шар в стене – уникальность начинается с внешнего вида


    Прежде чем знакомиться с оснащением планетария Лахта Центра, стоит взглянуть на него снаружи. Это действительно зрелище, ведь 19-метровый сверкающий шар звездного зала будет «парить» в воздухе, слегка выдаваясь из плоскости стеклянного фасада атриума МФЗ.

    image

    Шар собирается из шлифованных треугольных нержавеющих листов на трубчатую конструкцию и опирается на несущую стальную колонну. Его фасад изготавливается из гнутого стекла, между ним и шаром планетария остается зазор в 1,5 метра.
    Сложность воплощения такого архитектурно-технического решения оправдывается визуальным эффектом – он будет потрясающий.

    image
    Игорь Романенко, ведущий инженер строительного контроля:
    «По задумке архитекторов, шар-планетарий «парит» в воздухе. Задача конструкторов состояла в том, чтобы «скрыть» место опоры, крепления шара к перекрытиям. Посетители комплекса его не увидят. Крепления скрываются в центральной колонне и в мостиках-входах внутрь шара на пятом этаже».


    image



    Чтобы шар так плавно и красиво «приземлился» в стеклянную поверхность фасада атриума, потребовалось сделать 268 термогнутых стекол для ниши – каждому из них придали заданную форму. Но визуально это те же самые стекла, что и во всем пространстве Атриума – такие же по качеству прозрачности и отсутствию искажений.

    Для этого применяется процесс моллирования, основанный на способности разогретого до температуры 600—700 °C стекла становиться «текучим» и медленно деформироваться под тяжестью собственного веса, принимая форму опорной поверхности с заданной геометрией. При этом стеклянный лист сохраняет целостность и гладкость.
    Дмитрий Матвеев, руководитель направления по металлическим и фасадным конструкциям:
    — Для остекления ниши, в которой «парит» планетарий, был разработан специальный механизм-манипулятор, управляемый дистанционно. Он смонтирован на конструкции самого шара-планетария, и служил для установки стеклопакетов в труднодоступных частях ниши.


    image



    Оформление фасада шара-планетария задумано ярко и стильно. На поверхности 1 223 выгнутых треугольных листа нержавеющей стали, отполированных до блеска.
    Эти треугольники будут устанавливаться в последнею очередь – осторожно и в белых перчатках. Именно они создадут «космическое» впечатление от объекта.
    Гелена Ермакова, главный специалист-архитектор:
    — В вершинах треугольников внешней отделки шара устанавливаются диодные светильники. Меняя тональность и яркость, они подсвечивают сферу и создают эффект звездного неба на поверхности шара-планетария. Можно сказать, что в нашем планетарии увидеть звезды можно будет не только внутри, но и снаружи.


    image

    Планетарий Лахта Центра – это не только звездный зал, но и обширное общественное пространство вокруг него, которое и само по себе может быть точкой притяжения.

    image

    Дорога к звёздам


    Как любое достойное внимание зрелище, планетарий в Лахте начинается с вешалки. Точнее – с автоматического гардероба. Автоматического – значит быстрого: времени хватит только на то, чтобы узнать расписание ближайших показов, которое будет транслироваться на мониторах, расположенных в этой зоне.

    image

    Пройдя внутрь и купив билеты, посетители перестают управлять своей жизнью до окончания сеанса. Общественная зона спроектирована так, чтобы направлять людей по пути, выбранному дизайнерами. Это — самый интересный путь: тут и зона для фотосессий; и аудио-видео студии; и серверная с большим панорамным окном — можно своими глазами увидеть, как бьется компьютерное сердце планетария; тут и медиа-экраны, созданные с помощью гибких OLED-панелей.

    image

    За счет технологии MultiTouch с интерактивными приложениями даже на одном экране видеостены смогут взаимодействовать сразу несколько посетителей: играть в обучающие игры, смотреть справочники или знакомиться с презентациями и инфографикой.

    image

    image

    В зале ожидания – финальной части фойе – приглушенный свет, на стенах размещены медиаэкраны с неяркими меняющимися статичными изображениями, звучит негромкая музыка – все для того, чтобы подготовить человека к самому главному: за этой зоной вход в звездный зал.

    Уникальный гибрид


    image

    Как видите, звездная машина на месте, сразу понятно — мы в самом настоящем планетарии. Это — один из самых совершенных на сегодня оптико-механических проекторов в мире – японский Ohira Tech Megastar-IIA.

    image

    Звездная машина планетария Лахта Центра – это целый комплекс, состоящий из звездного шара и дополнительных оптико-механических проекторов Солнца, Луны и планет. Помимо миллиарда звезд, самые крупные из которых цветные и мерцают, Ohira Tech Megastar умеет реалистично отображать туманности.

    Для правильного отображения звездного неба центр машины должен находиться в центре геометрического экрана. Поэтому звездный шар будет установлен ровно в центре купола на лифте, чтобы поднимать проектор до уровня горизонта купола и опускать максимально низко, когда он не используется.

    image

    Но какой бы продвинутой ни была звездная машина, для создания научно-образовательно-развлекательных программ мирового уровня ей требуется дополнение в виде системы цифровых проекторов. В планетарии Лахта Центра это даже не дополнение: механика и цифра в равных правах, и именно комплексное использование самого прогрессивного оборудования обоих типов делает объект уникальным. Точнейшая проекция звездного неба формируется звездной машиной, а более крупные объекты, искусственные летательные аппараты, визуальные эффекты и многое другое – цифровые, создающиеся проекционной системой с разрешением 8К по меридиану, для чего используется 10 лазерных 4К-проекторов SONY GTZ280.

    image

    Пять проекторов засвечивают нижний ярус купола, четыре – верхний, и один формирует изображение в зените. Таким образом, достигается общее разрешение в 48 483 533 пикселей.

    image

    Просто COSMOS


    Конечно, важно не только как показывать, но и что. На этот вопрос отвечает астросимулятор Sky Explorer от французской компании RCA Cosmos, который управляет воспроизведением контента с проекторов, синхронизирует его с изображением, формирующимся звездной машиной и, при необходимости, может управлять «старболлом». При этом операционная система управления звездной машиной может взаимодействовать со Sky Explorer и в обратном направлении. В этом и заключается уникальная гибридность планетария Лахта Центра. Ведущий прямо во время шоу с планшета может управлять тем, что видят зрители, например — показать вид Земли из космоса и продемонстрировать ее внутреннее строение.

    image

    Совершить путешествие по Солнечной системе.

    image

    Или пролететь сквозь трехмерную модель галактики, посмотреть на нее со стороны. Причем это — это научная модель Млечного пути, которая может отображаться в разных волновых спектрах и включает множество деталей, таких как пыль и газ.
    В реальном времени моделируется излучение света, его рассеивание и затухание в соответствии со спектральными характеристиками объектов, что дает точную и зрелищную картинку.

    image

    Можно посмотреть и как устроена черная дыра. Тоже с помощью научной модели, включающей динамическое реалистичное искажение пространства-времени.


    Черная дыра: ожидание и реальность

    Библиотека Sky Explorer включает базу спутников, 400 тыс. астероидов (ASTORB от Lowel Observatory) с отображением объектов в реальном времени. И все это не фиксированный контент – библиотека регулярно обновляется.

    image
    База искусственных спутников Земли и база астероидов

    А можно просто посмотреть мультики.

    image

    Для большей надежности у Sky Explorer есть двойник – резервная полнокупольная цифровая система, с помощью которой с компьютера можно воспроизводить видео с использованием проекторов основной системы. Она реализована на специализированном интегрированном решении от компании Front Pictures, работающем на базе Screenberry360 Media server.

    image

    Без швов


    Помимо вопросов «Как?» и «Что?», есть еще вопрос «Где?». Купольный экран планетария далеко не самый большой – 14 метров, зато, как и остальные компоненты объекта, супертехнологичный. Он изготовлен из ультралегкого перфорированного материала компанией Astro-tec по технологии Ulteria Seam, предполагающей соединение пластин экрана «стык в стык», что делает его поверхность практически бесшовной. Это первый такой экран в России.

    image

    Купол не устанавливается на колонны, как это делается обычно, а подвешивается на цепях.

    image

    Благодаря такому решению в звездном зале удалось разместить много оборудования: 10 проекторов Sky Explorer, 6 лазерных проекторов, 3 камеры видеосъемки, 5 камер автокалибровки, hi-end аудиосистему пространственного звучания 14.2 Meyer Sound.

    image

    Звёзды на куполе и на сцене


    Для чего столько всего? Для универсальности. Планетарий с таким оснащением можно использовать не только по прямому назначению, но и как супертехнологичную площадку для мероприятий. Здесь установлен механизм трансформации сцены, часть кресел автоматически складывается, образуя ровную поверхность.

    image

    Например, здесь можно проводить концерты — есть микшерный пульт, система микрофонов, звук с которых выводится на место оператора и в студию звукозаписи, предусмотрены все необходимые интерфейсы для подключения аппаратуры музыкантов. Звук будет живым и глубоким, так как на основе акустического моделирования интерьера звездного зала в отделке решено использовать панели, шпонированные деревом с неповторяющимся рельефом.

    image

    Ну и какой концерт без сценических эффектов? Управляемые осветительные приборы устанавливаются на съемную ферму, а довершает этот комплект инструментов система лазерного шоу с дым-машиной.

    image

    Но все же планетарий в первую очередь – это путешествие к звездам. Так что занимаем места, пристегиваемся и — Don’t Panic, как говорится в самом известном путеводителе по галактике!

    image

    ***

    Благодарим за помощь в подготовке материала специалистов АО МФК Лахта Центр: Игоря Романенко — ведущего инженера строительного контроля, Дмитрия Матвеева — руководителя направления по металлическим и фасадным конструкциям, Гелену Ермакову — главного специалиста-архитектора; а также — коллег из компании AviLab — Александра Жирнова и Петра Брусенцева.
    Лахта Центр
    142,23
    Компания
    Поделиться публикацией

    Комментарии 18

      +6
      Take my money =)
      Когда открывается и сколько будут стоить билеты?
        0
        San_tit, спасибо)) Комплекс, включая планетарий, будет открываться единовременно. Дату открытия определят после завершения отделки внутренних пространств и, конечно, мы ее сразу сообщим. По стоимости билетов – тоже пока не сориентирую – это определит оператор ближе к открытию. Пока поделились техническими деталями о планетарии, которые реализуются и реализованы)
          +1
          Постою в очереди за ответом
            +1
            Кто последний? За вами буду.
          +1
          «И, несмотря на то что за учение Коперника очень долго сжигали на костре, оно в итоге победило.»
          Эээ… единственный кого сожгли за гелиоцентризм — Джордано Бруно. И собственно все, больше никого пострадавших не известно. Или вы кого-то еще знаете? А то сильное утверждение получается.
            +1
            Нет, списка у меня, конечно, нет. Исхожу из того, что мы знаем лишь известных жертв. Учение Коперника было официально объявлено еретическим, наличие других жертв – не слишком смелое допущение. Людей сжигали вплоть до 19 века, за одним Торквемадой больше 10 тысяч сгоревших и неизвестных нам поименно и постатейно «еретиков» (хоть этот Великий инквизитор и злодействовал чуть раньше появления работ Коперника – просто для иллюстрации мысли, что безымянность — не значит отсутствие)
              +3
              Я вам больше скажу. Джордано Бруно тоже сожгли ни разу не за гелиоцентризм. Никакой науки в его обвинениях не было. Банально здесь прямо с цитатами есть.
                0
                Спасибо, интересно!
                0
                Да и Коперник не первый предложил гелеоцентризм
                0
                Как всегда интересно. Выглядит классно, обязательно посещу его как можно раньше!
                  0
                  Спасибо! Будем рады))
                  –5
                  Вот ребята заморачиваются, к вам туда и так будут ходить, ибо это «самый большой елдак» на всем севере=)
                    0
                    Ну + ещё один повод туда попасть
                    0
                    А кто проектировал, и кто строит этот планетарий (те же турки)?
                    Кстати, интересно, а почему не нашлось российской фирмы для постройки небоскреба? Нет технологий, или по другой причине?
                      0
                      Откуда нашим уметь, если до сих пор нигде не строили?
                      0
                      А какое железо стоит в основе медиасервера? сшивка полностью программная, получается?
                        0
                        Кашетирование как делали? Или на черном при наложении есть пересветы? :)
                        Хотя на скетчапе вижу решетки. Тогда вопрос далее, снимаются ли решетки на время рекалибровки и сшивки, обратно опять ручками настраивать?
                          –2
                          Самое интересное в феномене «плоскоземельщиков» это интерес «круглоземельщиков». Казалось бы, подумаешь, безобидная полусекта с нулевым влиянием. Но, нет, давайте говорит о них где надо и не надо.
                          Секрет, как обычно в психологии. Человек — скотинка стайная, иерархическая. И напоминание, что некоторые члены социума по некоторым признакам, в данном случае по интеллекту проигрывают оратору и его сторонникам, вызывает физическое удовольствие. Слабей, конечно, чем оргазм, но тем не менее. Самое приятное, что в таких случаях не надо напрягать собственно мозг. Надо просто говорить, что ты сторонник правильной точки зрения.
                          Ну, и особенно забавно наблюдать как «апологеты науки» демонстрируют сугубо религиозный «метод познания». Это про «долгосжигаемых».

                          Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                          Самое читаемое