Ausstellungen zum IYA im Frühjahr & Sommer 2009 in NRW

Gasometer Oberhausen: "Wunder des Sonnensystems"

Aussenansichten des Gasometers am Eröffnungstag, 1.4.2009

Von ganz oben ein Blick auf den "Südpol" des 25 Meter großen aufgeblasenen Mondes ...

... der mit Karten der Clementine-Mission bedruckt ist und hier vom Bonner Heliometer "betrachtet" wird. Dieses Linsenteleskop stellte die Münchener Firma, die einst von Joseph von Fraunhofer gegründet wurde, für die Universität Bonn her: Es gehört zu einem besonderen Typ, denn die Objektivlinse ist in zwei Hälften zerschnitten, die von einer hochpräzisen Mechanik gegeneinander verkantet werden können. Dadurch sieht der Beobachter im Okular zwei Bilder desselben Himmelsobjekts und kann z.B. zwei benachbarte Sterne genau zur Deckung bringen. Der Winkelabstand zwischen beiden am Himmel kann dann exakt abgelesen werden. Solche Spezialteleskope werden Heliometer genannt, weil man sie ursprünglich zur Messung des Sonnendurchmessers einsetzte. Später bewährten sie sich vor allem bei der Durchmesserbestimmung anderer Himmelskörper und ganz besonders der Winkelmessung zwischen Sternen oder Sternen und Objekten im Sonnensystem.

Das Bonner Heliometer ist ein nahezu identischer Nachbau eines Münchener Gerätes von 1829, mit dem Friedrich Wilhelm Bessel zum ersten Mal auf direktem Wege die Entfernung eines Sterns messen konnte: Während die Erde um die Sonne kreist, beschreibt ein naher Stern gegenüber viel weiter entfernten eine winzige Ellipsenbewegung am Himmel. Das wusste auch schon Galilei, der mit wachsender Verzweiflung nach diesem Parallaxe genannten Effekt suchte, aber erst mit dem Heliometer konnte ihn Bessel 200 Jahre später nachweisen. Das Bonner Heliometer wurde vor allem für Routinemessungen verwendet, um große Sternkataloge noch präziser zu machen. Aber auch mehrere weitere Sternentfernungen und die Bahnen vieler Kleinplaneten wurden mit diesem Gerät vermessen.

Links eine weitere Leihgabe aus Bonn - in diesem eleganten Messinstrument begegnen sich die Astronomie und die Geodäsie, also die Vermessung der Erde: Als Universalinstrument oder auch Multiplikationskreis bezeichnet, handelt es sich um eine besonders präzise Ausführung jener Theodoliten, die heute noch zur Winkelmessung z.B. im Bauwesen eingesetzt werden. Ein Theodolit besteht im Wesentlichen aus einem Zielfernrohr, einem Vertikal- und einem Horizontal-Teilkreis und mehreren Wasserwaagen zur lotrechten Ausrichtung des Gerätes. In das Zielfernrohr – in diesem Fall ein echtes astronomisches Instrument – ist ein Fadenkreuz integriert, mit dem das Ziel anvisiert wird. Für die Astronomen des frühen 19. Jahrhunderts waren dies ausgewählte Sterne, bei denen es vor allem darauf ankam, ihre Höhe über dem Horizont mit höchster Genauigkeit zu bestimmen.

Daraus konnten sie die geografische Position ihres eigenen Standortes ableiten, im besten Falle auf wenige Dutzend Meter genau, kaum schlechter als es heute – allerdings binnen Sekunden – Navigationsgeräte im Auto vermögen. Die Kenntnis des eigenen Ortes auf dem Planeten Erde war entscheidend, um wiederum die eigentlichen – größeren – astronomischen Teleskope auszurichten und ihre Richtungsmessungen in exakte Himmelskoordinaten umzuwandeln. Solcherlei Winkelmessungen am Himmel waren das tägliche Brot typischer Sternwarten in der Mitte des 19. Jahrhunderts, und umfangreiche Sternkataloge mit stetig wachsender Genauigkeit wurden ihr Vermächtnis bis weit ins 20. Jahrhundert hinein.

Rechts ein Amateur-Spiegelteleskop aus den 1960-er Jahren. Mit 40 Zentimetern Durchmesser des Hauptspiegel war dieses Teleskop in den 1960-er Jahren eine Besonderheit in der volksbildenden Astronomie: Die Bochumer Volkssternwarte besaß mit dem Instrument, das lange Jahre auf der Schiller-Schule seinen Dienst tat, eines der damals größten für die Öffentlichkeit bestimmten Fernrohre des Landes. Seine Bauweise vereint Merkmale moderner professioneller Teleskope mit einer trickreichen Modifikation für den bequemeren Einsatz in der Volksastronomie. Der Strahlengang im Inneren des Teleskops ist gefaltet: Das Licht, den Hauptspiegel trifft, wird auf einen Sekundärspiegel in der Nähe der vorderen Öffnung reflektiert, der es wiederum um 180° umlenkt und zum Hauptspiegel zurück wirft. Kurz vor diesem sitzt jedoch ein dritter Spiegel, der das Licht im rechten Winkel aus dem Rohr heraus und in einer der beiden Drehachsen leitet.

Der Vorteil: Genau im Schnittpunkt beider Achsen sitzt – hinter einem vierten Spiegel – das Okular, durch das der Besucher schaut. Egal in welche Richtung am Himmel das Teleskop blickt, die Lage des Okulars verändert sich nicht. Solch ein nur selten verwirklichtes optisches System wird nach zwei französischen Astronomen Cassegrain-Coudé genannt. Während der gefaltete Strahlengang nach Cassegrain auch heute noch in leicht abgewandelter Form (als Ritchey-Chrétien-System) die Grundlage moderner Großteleskope bildet, ist der ortsfeste Coudé-Fokus in der professionellen Astronomie nahezu verschwunden, weil durch die vielen Spiegel zu viel Licht verloren geht und subtile optische Probleme ins Spiel kommen.

Links eine „moderne“ Armillarsphäre der Chronos Manufaktur. Armillarsphären dienten jahrhundertelang zur Beobachtung, Berechnung und Demonstration von Gestirnspositionen: Diese moderne Ausführung versteht sich als Hommage an die großen Astronomen und Instrumentenbauer vergangener Zeit. Die Chronos-Armillarsphäre bildet das geozentrische System nach, bei dem die Erde im Mittelpunkt steht – das ist kosmisch gesehen zwar gar nicht der Fall, trifft aber sehr wohl für jeden messenden Astronomen zu, auch im 21. Jahrhundert. Denn wir sehen ja nicht die wirklichen, sondern die scheinbaren Himmelsbewegungen, vorgetäuscht durch die Rotation der Erde, die uns eine tägliche Drehung des „Himmelsgewölbes“ wahrnehmen lässt, und den Lauf der Erde um die Sonne, wodurch diese scheinbar im Laufe eines Jahres durch den Tierkreis wandert. Eine Armillarsphäre stellt die scheinbare Himmelskugel dar, die die Erde zu umgeben scheint, und dies reduziert auf die wichtigsten Großkreise. Daher rührt auch ihr Name, der wörtlich übersetzt nichts anderes als „Kugel aus Ringen“ bedeutet! Zu erkennen sind etwa der Himmelsäquator (der in einer Ebene mit demjeniger der Erde liegt), die Ekliptik, also die scheinbare Sonnenbahn, und die Wendekreise, die deren größte nördliche und südliche Abweichung vom Äquator markieren.

Rechts ein dialytisches Linsenfernrohr des Plössl-Typs. Dieses Fernrohr aus der Sternwarte Bergedorf in Hamburg war offensichtlich für den mobilen Einsatz ausgelegt: Samt umfangreichen Zubehörs passt es in eine spezielle Transportkiste von 100 x 50 cm. Die Bezeichnung dialytisch bezieht sich auf eine spezielle Bauweise des Objektivs für besonders farbreine und scharfe Bilder: Simon Plössl, aus dessen Hand auch dieses Instrument stammt, setzte das Prinzip erstmals 1830 um.

Links oben: Dieser prächtig gestaltete Himmelsglobus stammt aus der Hand des niederländischen Verlegers und Kartographen Willem Janszoon Blaeu, der bei keinem Geringeren als Tycho Brahe Astronomie gelernt hatte. Um 1603 ließ er sich in Amsterdam nieder, wo er anfing, Erdgloben anzufertigen, und auch mehrere Himmelsgloben aus seiner Produktion sind bekannt: Seine Werkstatt zählt zu den bedeutendsten der europäischen Globengeschichte. Damals war es üblich, die Sternbildfiguren als geradezu lebensechte Figuren auszuführen, hier sogar koloriert. Die Rotationsachse des Himmels ist so geneigt, dass der große horizontale Ring dem tatsächlichen Horizont für einen Europäer entspricht: Die Sterne gehen also ganz so auf und unter wie am wahren Himmel. Gegenüber den damals ebenfalls weit verbreiteten Himmelskarten hatten Globen den Vorteil einer unverzerrten Darstellung.

Rechts oben & links unten Vorder- und Rückseite einer Azafea, eines Universal-Astrolabiums aus dem 11. Jahrhundert (Kopie aus Spanien, 1252). Arzaquiel oder Arzachel war ein führender arabischer Mathematiker des 11. Jahrhunderts und der bedeutendste Astronom seiner Zeit: Er erfand eine besondere Form des Astrolabiums, das nun nicht mehr von der geografischen Breite abhängig war, weil die Projektion der Höhenlinien radikal geändert wurde. Die Himmelspole liegen nun am Rand der Scheibe, ebenso der Zenit: Durch Drehung der Scheibe im Tympanon kann der Abstand von Himmelspol und Zenit beliebig verändert werden, was unterschiedlichen Breiten auf der Erde entspricht. Mit diesem Azafea oder Saphaea genannten Instrument kann beispielsweise die geografischen Breite bestimmt werden, indem die größte Höhe bestimmter Sterne über dem Horizont im Laufe der Nacht gemessen wird. Oder es kann wahlweise zur Bestimmung der Zeit oder der geografischen Länge benutzt werden, wenn jeweils die andere Angabe bekannt ist.

Rechts unten ein weiteres Astrolabium (Kopie, Vorbild vermutlich aus Isfahan, Persien, um 1710): Auch nach über einem Jahrtausend, im 18. Jahrhundert, war das Astrolabium bei Seefahrern immer noch in Gebrauch, um die Höhe der Sonne und der Sterne über dem Horizont zu messen und die Sonnenzeit, die Sternzeit und eine Fülle weiterer Angaben zu ermitteln. Wieder erkennen wir die wesentlichen Bauelemente: den Rahmen (Tympanon) nebst Aufhängung, die Alhidade zum Sterne anpeilen auf der einen und die planisphärischen Höhenlinien und das Rete auf der anderen Seite.

Links das Instrument der Bonner Durchmusterung (München, um 1850, Fa. Merz). Mit diesem unscheinbaren kleinen Linsenteleskop mit 7,7 cm Objektivdurchmesser und 10-facher Vergrößerung wurde eines der größten astronomischen Projekte des 19. Jahrhunderts verwirklicht: die „Bonner Durchmusterung“ unter der Regie von Friedrich Wilhelm August Argelander, bei der die genauen Himmelspositionen und ungefähren Helligkeiten von nicht weniger als 324 198 Sternen katalogisiert wurden. Einen so umfangreichen Himmelskatalog hatte es noch nie gegeben. Jeder einzelne Stern war dazu – von einem ganzen Stab von Beobachtern – mehrmals angepeilt worden, während er genau durch die Südrichtung zog: Der Mann am Fernrohr maß dabei nur die vertikale Koordinate und trat gleichzeitig mit dem Fuß auf den Holzfußboden.

Darunter saß vor einer sehr genauen Pendeluhr ein Gehilfe, der die Zeitpunkte der Tritte notierte. Da sich diese Prozedur für jeden Stern ein paarmal wiederholte, war schließlich sein Ort am Himmel hinreichend genau festgelegt. Die ausgesprochen anstrengenden Messungen von insgesamt über einer Million Sterndurchgängen – einer der Beobachter brach zusammen und verließ nicht nur das Projekt sondern gleich die gesamte Astronomie! – dauerten von 1852 bis 1859, und 1863 wurde das Gesamtwerk als „Bonner Durchmusterung“ in drei Katalogen und 48 Karten veröffentlicht. Noch heute werden viele Sterne unter ihren „BD“-Nummern angesprochen, und ein amerikanischer Astronom bemerkt 1913 einmal, dieses Teleskop sei „das kleinste Fernrohr, mit dem das größte astronomische Werk geschaffen wurde.“

Rechts ein historischer Mondglobus (Rudolf Dietz, Berlin, 1899): Er zeigt auf einer Seite eine Reliefkarte des Mondes, bei der die Höhen der Kraterwände und Mondberge 10-fach überhöht sind, um die Höhen besser wahrnehmbar und fühlbar zu machen. Auf der anderen Seite sind dieselben Strukturen dargestellt, aber flach und beschriftet mit den Namen der Krater, Mondgebirge und Maria (großen dunklen Flächen). Ende des 19. Jahrhunderts konnte nur die von der Erde aus sichtbare Seite des Mondes dargestellt werden – erst seit 1959 wissen wir dank einer sowjetischen Raumsonde, wie es auf der stets erdabgewandten Seite aussieht. Die Herstellung dieses Globus’ geht auf Eduard von Lade zurück, der 1817 bis 1904 in Geisenheim lebte. 1886 ließ er auf dem Mittelbau seiner Villa Monrepos ein Observatorium errichten, wo er sich insbesondere Studien des Mondes widmete.

Eine winzige Probe Mondstaub, die 1976 die sowjetische unbemannte Mondmission Luna 24 zur Erde brachte und die damals ihren Weg nach (Ost-)Deutschland fand - heute ein vielbestauntes Exponat.

Im Erdgeschoss des Gasometers gigantische Bildtafeln mit Motiven aus dem "Deep Space" und dem Sonnensystem, im Zentrum eine große leuchtende Sonne.

Bei der Eröffnung: der führende deutsche Planetenforscher Gerhard Neukum (Mitte), die Geschäftsführerin des Gasometers Jeanette Schmitz.

Oben DLR-Vorstandschef Johann-Dietrich Wörner, der unten zusammen mit Raumfahrtsstaatssekretär Peter Hintze den Roten Knopf betätigt, der die Mondbeleuchtung aktivierte.

Moderator Claus Kruesken, Tilmann Spohn & Ulrich Köhler vom DLR und die Kuratoren Wolfgang Volz & Prof. Peter Pachnicke, letztere auch unten vor dem 25-m-Mond. Mehr zur Eröffnung auch hier im 4. Absatz!

Walraff-Richartz-Museum Köln: "Der Mond"

Dreharbeiten in der Ausstellung "Der Mond" im Walraff-Richartz-Museum am 8. Mai für diese Ausgabe von Sternstunde Online, mit Ludmila Piters als Expertin.

Links vor Stefan Lochner, Die Muttergottes in der Rosenlaube (ca. 1442), rechts vor Peter Paul Rubens, Selbstbildnis im Kreise der Mantuaner Freunde (ca. 1605-6) - einer davon ist möglicherweise Galilei.

Links vor Eduard Monet, Mondschein über dem Hafen von Boulogne (1869) und einem Mondfoto von Lewis Morris Rutherfurd von 1865, rechts vor Wilhelm Kranz, Ideale Mondlandschaft (1919).

Eine besondere Kostbarkeit: gleich drei zeitgenössische Ausgaben des Siderius Nuncius von Galileo Galilei, mit und ohne Illustrationen - und ein Raubdruck.

All pictures by Daniel Fischer