frea-Astrouhren

Astro-Uhren aus Messing und Kupfer

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Philosophie
Die Sichtbarmachung der Bewegung der Gestirne mittels mechanischen Modellen (so genannten Astrolabien) ist seit langem bekannt. Obwohl heute ein Computerprogramm die Bewegung von Sonne, Mond und Planeten sowie der Himmelskugel sehr präzis berechnen und auf dem Bildschirm wiedergeben kann, ist die hier vorgestellte Art bestechend durch ihre Einfachheit und ihre direkt einsichtige Funktionsweise. Zudem ist das ganze Objekt ein kleines Kunstwerk, das erst noch eine Funktion erfüllt.
Die Celestha-Uhren sind kleine Astrolabien, die aus Draht, Holz, Messing und anderen Materialien hergestellt werden und - je nach Modell - gut Platz finden auf kleinen Ablagen oder an der Wand.

CELESTha Astrouhren werden von Hand gefertigt. Dadurch ist es möglich, auf eine Vielzahl von Wünschen einzugehen. Ein Objekt ist also immer eine Einzelanfertigung, auch wenn gewisse Randbedingungen und prinzipielle Gegebenheiten bei allen Uhren gleich sind. Je nach Wunsch lassen sich einige Abwandlungen der hier abgebildeten Uhren realisieren: andere Grösse der Uhr, andere Art der Kennzeichnung der Sternzeichen, andere Materialien, usw. Die Ausführung und der Finish kann, wie aus den Beispielen ersichtlich, den Wünschen angepasst werden, z.B. als Standmodell oder als Wandmodell. Eine Astro-Uhr kann in einen bestimmten Rahmen, passend zu einer Idee oder zu einer räumlichen Gegebenheit gestaltet werden, wie zum Beispiel beider Monduhr Astropaint.

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Monduhren

Eine CELESTha-Monduhr ist als kleines Kunstwerk einerseits ein Raumschmuc, andererseits ein Objekt, mit einer Funktion, sei es für den optischen Vergleich mit dem Menstruationszyklus mit dem aktuellen Mondlauf, oder - bei der Monduhr Eclipse etwa - für biodynamische Landwirte. Die folgenden Bilder zeigen verschiedene Monduhr-Modelle, die im Lauf der Jahre entstanden sind.

Monduhr Eclipse (1995)

Die zweifarbige Kugel dreht sich vor einem Kreisring, auf dem die 12 Tierkreiszeichen eingetragen sind. Der Ring dreht sich nun so, wie es der Himmel auch tut: nach 27 Tagen und 8 Stunden befindet sich das ursprüngliche Tierkreiszeichen wieder hinter dem Mond, währenddem die Zeit von Vollmond bis Vollmond 29.5 Tage beträgt. Der mechanische Aufwand ist entsprechend gross: das Uhrwerk besteht aus sechs Zahnräder und einer Schnecke. Die optimalen Zahnzahlen wurden mit einem eigenen Computerprogramm berechnet.

Einfache Monduhren

Monduhr Sail (1996)

Die Monduhren bestehen aus einem kleinen batteriebetriebenen Uhrwerk, das mit handgefertigten Zahnrädern auf eine sich drehende Kugel übertragen wird. Die Kugel ist hälftig zum Beispiel blau und golden eingefärbt und dreht sich exakt simultan zum wirklichen Mond. Dadurch kann man jederzeit die aktuelle Mondphase ablesen.

Monduhr Lunis (1997)

Monduhr Astropaint (2003)

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Astrolabien

Relations (2009)

Das Astrolabium „Relations“ zeigt das Planetensystem in heliozentrischer Darstellung. Die am Himmel von Auge sichtbaren Planeten Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter und Saturn kreisen ihren wirklichen Umlaufszeiten entsprechend um die Sonne, die im Modell durch die Mittelachse dargestellt wird. Eine Kurbelumdrehung entspricht 29.5 Tagen, d.h. einer Mondphase. Die zwischen Mars und Jupiter liegenden Asteroiden werden durch den aufgelöteten Ring dargestellt. Wird im Uhrzeigersinn gedreht, stimmt der Drehsinn der Planeten mit der wirklichen Drehung am Himmel überein.

Die Abstände der Planeten von der Sonne (ihr Radien, bzw. ihre grossen Halbachsen) stehen untereinander in demselben Verhältnis wie in Wirklichkeit. Auch die Planetenradien sind unter sich im richtigen Verhältnis dargestellt.
Damit man überhaupt etwas sieht, sind die Kugelradien alle um den Faktor 3000 grösser als es der Wirklichkeit entspricht. Der Sonnendurchmesser (49cm) ist dann fast so gross wie die Glasplattendiagonale (90%). Würde die Planetendurchmesser im richtigen Verhältnis zum Planetenabstand dargestellt, hätte Jupiter bloss einen Durchmesser von 0.02mm, die Sonne einen von 0.17mm!

Zahnradwerk, Achsen, Planetengestänge, Leisten, Kurbel sind aus Messing hergestellt und verlötet. Die grossen Teile des Uhrwerks sind verschraubt.

Die 39cmx39cm grosse Grundplatte besteht aus Glas, die Planeten-Kugeln sind sandgestrahlte Glaskugeln. Die Zahnzahlen aller 22 Räder (insgesamt mehr als 900 Zähne) wurden selber berechnet; die Ganggenauigkeit beträgt im Mittel 0.16 Promille.

Mit Ausnahme der Glasteile wurde das Astrolabium aus Messingstäben, -profilen und Blechen selbst hergestellt; CELESTha „Relations“ ist ein Unikat.

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Exoplaneten-Modelle

Modell Wasp (2008)

Prinzip
Die Eigenkonstruktion ist eine massstabsgetreue, „motorisierte“ Nachbildung der Bewegung des Exoplaneten WASP-14b um seinen Zentralstern WASP-14. Das System ist 160pc oder 700Lichtjahre von uns entfernt und liegt im Sternbild Bootes. Der Nachweis der Existenz von WASP-14b gelang durch Beobachtung der Lichtkurve von WASP-14. Aus dem minimalen Einbruch der Lichtkurve kann man zunächst die Umlaufsdauer des Planeten bestimmen. Diese beträgt 2.243756 Erdentage. Weitere für meine Uhr wichtige Daten sind:
Sternradius:                   1.297*RSonne
Planetenradius:              1.259*RJupiter
Abstand Stern-Planet:          0.037AE (= grosse Halbachse)

Diese vier astronomischen Grössen werden durch meine Uhr dargestellt: Das Planetenkügelchen umkreist den als Glühbirne gestalteten Stern in 2.243902 (=92/41) Tagen einmal den Stern (Fehler: +0.07Promille). Planetenradius, Sternradius und Planetenabstand stehen zueinander im richtigen Verhältnis, nämlich 1:4.04*10^10. Der Modellplanet verdunkelt bei seinem Transit das Glühbirnenlicht (natürlich nicht von Auge feststellbar!), genau wie sein Kollege WASP-14b seinen Stern im fernen Universum. Die Uhr stipuliert darum auch die Entdeckung des Exoplaneten und die experimentelle Herausforderung, eine Verdunkelung von etwa 1% auf diese Distanz nachzuweisen!

Aufbau

In ein zylinderförmiges Metallgehäuse mit aufgesetzter Halbkugel sind Uhrwerk (eine umgebaute mechanische Schaltuhr), Schalter, Klemmen und Halterungen untergebracht. Eine elektrische E14-Lampenfassung ist auf die Halbkugel aufgesetzt und dient als Lager für das Planetenzahnrad (92 Zähne), das durch ein auf einer senkrecht aus dem Zylinder herausragenden Achse montierten Zahnrad (41 Zähne) angetrieben wird. Das Antriebsrad hat eine Umlaufsdauer von 24 Stunden. Das Objekt ähnelt einem Observatorium.

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Astrouhren

Prinzip
Die Eigenkonstruktion ist gewissermassen eine „motorisierte“ Sternkarte, auf der man durch eine durchsichtige und drehbare Scheibe die am Himmel gerade sichtbaren Sterne (im dunkelblauen Oval) sehen kann. Gleichzeitig ist die Lage von Sonne und Mond am Sternenhimmel sichtbar und die Uhr zeigt auch die Mondphase an.

Auf der Astrouhr können abgelesen werden:
- welche Sterne gerade am Himmel sichtbar sind
- der aktuelle Sonnenstand
- der aktuelle Mondstand
- die aktuelle Mondphase
- Tageszeit

Astrouhr Dynamis (1979)

Aufbau
Beim Prototyp (siehe Fotos) ist auf einem Grundbrett mit einem Durchmesser von etwa einem Meter ein Uhrwerk montiert, das die Drehung von Sonne, Mond und Fixsternen bewerkstelligt. Das Uhrwerk kommt mit einem Minimum an Zahnrädern aus: zehn Zahnräder und eine Antriebsschnecke genügen für eine Genauigkeit von drei Promille! Die Grösse des Sternenhimmels und der Zeiger verlangt einen leistungsfähigeren Uhrwerksantrieb. Im Prototyp ist eine Eigenkonstruktion eingebaut, die seit 11 Jahren (fast) ohne Probleme läuft!

Die aus Kupferdraht gelöteten Zahnräder werden mit einem Micromotor anbetrieben