Planétarium, est un dispositif éducatif pour montrer les emplacements et les mouvements des planètes et d'autres objets dans l'univers. Un planétarium moderne est un instrument optique complexe. Il projette des images des planètes, lune, et des étoiles sur un plafond en forme de dôme, créant une représentation précise du ciel nocturne. La pièce ou le bâtiment dans lequel un tel instrument est logé est également appelé planétarium.
Un planétarium typique forme des images des étoiles en concentrant la lumière d'une ou plusieurs lampes brillantes à travers des milliers de petits trous percés à travers des plaques métalliques. Les plaques sont positionnées autour de deux structures sphériques, un pour les étoiles de l'hémisphère nord et l'autre pour les étoiles de l'hémisphère sud. Les images de la lune et des planètes sont produites par des dispositifs de projection séparés montés sur un cadre entre les deux sphères stellaires. Au moyen de divers ensembles d'engrenages et de moteurs électriques, le planétarium peut montrer le lever et le coucher des étoiles et le mouvement de la lune et des planètes le long de l'écliptique. Le planétarium peut également montrer l'apparence du ciel depuis n'importe quel endroit sur Terre à un moment donné loin dans le passé ou le futur. Des dispositifs de projection supplémentaires sont utilisés pour représenter des phénomènes tels que les éclipses, aurores, ou des météores, et pour montrer des aides à l'instruction comme le système de coordonnées célestes ou les contours des constellations.
Un autre type de planétarium utilise un tube cathodique commandé par ordinateur semblable au tube image d'un téléviseur. Les images des étoiles et des planètes sont formées sur l'écran du tube et projetées par une lentille fish-eye sur un plafond en forme de dôme.
ContenuLes premiers planétariums étaient soit des images portables du ciel étoilé peintes à l'intérieur d'une sphère ou d'un dôme, ou des modèles mécaniques du système solaire. Dans l'Europe de la fin du XVIIe siècle, de petits planétariums modèles imitant le mouvement des planètes autour du soleil ont été construits à l'intérieur des horloges. Certains d'entre eux ont même montré la révolution des lunes autour de leurs planètes.
Pendant ce temps, l'un des premiers planétariums, connu sous le nom de Gottorp Globe, avec une peinture portable du ciel étoilé, a été fabriqué dans ce qui est maintenant l'Allemagne. La partie principale du planétarium était une sphère de cuivre creuse de 3,1 m de diamètre avec une table et un banc incurvé pour 12 personnes à l'intérieur. La surface intérieure de la sphère avait les images des constellations. Les étoiles étaient des têtes de clous en cuivre doré qui brillaient à la lumière d'une lampe à huile centrale. Un globe de cuivre représentant la Terre était posé sur la table.
Au début du XVIIIe siècle, un planétarium modèle connu sous le nom d'orrerynamed pour le comte d'Orrery, un noble irlandais qui en fit faire un en 1712 fut construit. À ce jour, les petits camions sont utilisés par les professeurs de sciences, car ils aident les élèves à comprendre les mouvements des planètes.
Après l'invention des lumières et des moteurs électriques à la fin du XIXe siècle, il est devenu possible de construire de grandes orreries. Le premier d'entre eux a été installé au Deutsches Museum de Munich, Allemagne, au début des années 1920.
Au centre d'une pièce circulaire se trouvait un grand globe lumineux, qui représentait le soleil. De plus petits globes lumineux représentaient les planètes et les plus petits globes étaient suspendus au plafond par des tiges. Les tiges étaient fixées à des voitures à moteur qui circulaient le long de pistes « orbitales » autour du globe. Au-dessous du globe représentant la Terre se trouvait un petit plate-forme motorisée qu'un individu pourrait monter. Pendant que le camion roulait, un cavalier pourrait voir une simulation de la révolution des planètes autour du soleil du point de vue de la Terre. Des genres similaires d'orreries ont ensuite été construits au planétarium Hayden à New York et à l'Université de Caroline du Nord à Chapel Hill.
Le premier planétarium moderne a été construit à l'usine d'optique Zeiss à Iéna, Allemagne, vers 1924. Cet appareil connu sous le nom de Mark I, installé au Deutsches Museum de Munich par la firme allemande Carl Zeiss, a été monté à l'intérieur d'un dôme de 32 pieds (10 m) de diamètre. Le Planétarium Adler, construit à Chicago en 1930, fut le premier grand planétarium des États-Unis.
Une sphère métallique concave connue sous le nom de boule étoilée a utilisé 31 lentilles pour montrer des images de 4, 500 étoiles sur le dôme. Sept projecteurs supplémentaires attachés à la boule ont créé des images du soleil, la lune, Mercure, Vénus, Mars, Jupiter, et Saturne. Le mouvement de ces projecteurs reproduisait le mouvement des corps solaires par rapport aux étoiles. L'éclairage des images provenait d'une lampe électrique lumineuse au centre du ballon, entouré des 31 lentilles. Derrière chaque objectif était monté un disque appelé plaque en étoile qui servait de diapositive photographique. La lumière de la lampe passait à travers les trous de la plaque, dont chacun représentait une étoile. Avec chaque objectif focalisant la lumière sur le dôme à travers des trous dans sa plaque en étoile, les 31 projecteurs ensemble produisaient une image du ciel entier.
Cependant, le Planétarium de Munich avait certaines limites. La vue du planétarium était limitée à Munich et à d'autres endroits qui ont la même latitude nord, ce qui signifie que le planétarium ne pouvait montrer que des étoiles qui s'élevaient au-dessus de l'horizon à la latitude de Munich. Mais avec les progrès techniques, les versions améliorées des planétariums de Munich pourraient montrer le ciel de n'importe quel endroit sur Terre et à tout moment jusqu'à 26, 000 ans dans le passé ou le futur. Dans les planétariums améliorés, qui utilisent deux grosses boules étoilées et un projecteur de planète entre les deux, les étoiles semblent similaires de n'importe quel endroit du système solaire, mais pas les planètes. C'est parce que le système solaire est beaucoup plus petit que les distances aux étoiles.
Le succès des projecteurs Zeiss a conduit à la création de milliers de planétariums au 20ème siècle. Aux Etats-Unis, les premiers projecteurs Zeiss ont été installés dans les années 30 au Planétarium Adler de Chicago, le planétarium Hayden à New York, le Fels Planetarium au Franklin Institute Science Museum de Philadelphie, et l'observatoire Griffith à Los Angeles. Les sociétés japonaises Goto Optical Manufacturing Company et Minolta Company Limited et la société américaine Spitz Incorporated sont également devenues les principaux fabricants de projecteurs de planétarium à la fin du 20e siècle.
Aujourd'hui, les projecteurs mécaniques techniquement avancés montrent des images aussi claires et lumineuses que les étoiles réelles. Un tel appareil connu sous le nom de Zeiss Mark IX au planétarium Hayden, La ville de New York, projette des images de plus de 9, 000 étoiles. Il utilise un brin de verre très fin appelé fibre optique pour éclairer le dôme. La fibre est si petite que l'image sur le dôme est ponctuelle et ressemble à une véritable étoile dans le ciel. Images du soleil, la lune, et les planètes sont créées par des projecteurs séparés dirigés par des moteurs contrôlés par ordinateur.
Les ordinateurs utilisent un code de nombres ou de chiffres pour traiter les informations. Ainsi, un planétarium avec projecteurs informatisés est appelé planétarium numérique. Les projecteurs mécaniques sont capables de montrer les étoiles vues d'une seule région de l'espace, notre système solaire. En effet, les trous de leurs plaques en étoile ne peuvent pas changer de position les uns par rapport aux autres. Cependant, un système de projecteur numérique n'a pas cette limitation, car il n'utilise pas de plaques étoilées. Au lieu, un ordinateur crée des images sur des écrans vidéo. Une lentille projette ensuite chaque image sur le dôme. Pour montrer les étoiles vues d'un endroit autre que le système solaire, l'ordinateur change simplement les images sur les écrans.
Au début des années 1980, la Evans and Sutherland Corporation des États-Unis a installé le premier planétarium numérique au Science Museum de Richmond, Virginie. Depuis lors, les planétariums numériques se sont encore développés et peuvent désormais produire des images des planètes beaucoup plus réalistes. Ces planétariums avancés peuvent montrer des images d'objets importants dans des domaines autres que l'astronomie. Par exemple, ils peuvent simuler un vol à travers une image extrêmement agrandie d'une cellule vivante. Programmes informatiques basés sur l'astronomie, qui peut simuler les conditions du ciel à tout moment de la journée, peuvent également être considérés comme des planétariums numériques.
Les planétariums numériques présentent également des spectacles pour le divertissement. Par exemple, ils peuvent être utilisés pour un affichage d'animation, art généré par ordinateur, accompagné d'une bande son musicale.
Les planétariums technologiquement avancés sont trop chers pour la plupart des écoles et des communautés. Mais beaucoup d'entre eux ont acheté des planétariums portables bon marché. Par exemple, un modèle a un dôme gonflable conçu pour contenir 35 enfants. Le projecteur a une petite ampoule entourée d'un cylindre en plastique et d'un cylindre noir avec des taches claires pour projeter les étoiles. Il existe d'autres cylindres abordables, qui montrent des galaxies, constellations, et même l'intérieur d'une cellule vivante.
