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直線上に配置
星座表示装置の製作
 ユーミンに「手のひらの東京タワー」という曲がある。 
・・・テレスコープの底の夕映え
 紫のスモッグ 遠いビル
  私のプレゼント もう目をあけていいわ
  ときめくパノラマの 東京タワー
  愛したらなんでも手に入る気がする
 今は世界中が箱庭みたい
 行きたい場所を ほら指させる
 ハイウェイも港も煌いて
 本当は金色のエンピツ削りなの
 手のひらに包んだ 東京タワー ・・・

街の灯りから遠く離れた漆黒のディープスカイもいい。
でも手の届かぬ宇宙よりも、この星空を手のひらに乗せ自由に操れたら・・・・
自分だけの箱庭のようなちっちゃいけど精巧なもう一つの宇宙。
「手のひらの星空」が作れないか?
以前から持っていたそんな夢があったことを思い出した。
「プラネタリウム作りました。」という本を読んだ。 
小学生のころ夜光塗料で作った星座絵がきっかけで、星空の再現という夢を追いかけている大平貴之さんの本だ。高校、大学、社会人と年齢を重ねながら自分の技術と経験、人間関係をひとまわりもふたまわりも大きくし、よりリアルな星空の再現を追求している話に感動した。
 子供の夏休みの工作を手伝ってやった。というよりほとんどワタシが作ってしまった。「星が光る貯金箱」
本の付録の紙製プラネタリウムを参考に少々耐久性のある部材で作った。小学3年生の工作であるから、星座はじつにテキトー。スーパーノンリアル
プラネタリウムだ。大平さんの足下にも及ばない(というか作ること自体失礼にあたるようなシロモノ)。北天は星座でなく、なんと太陽系が光る。 でもボクが本当に欲しいのはプラネじゃないんだ。
 ・・・子供じみていると 捨ててしまわないで
     つぎはあなたの夢 私に下さい ・・・

(2003年9月28日

星座表示装置(ミニプラネ編)
星の光る貯金箱の構造。星座円筒は海苔のプラスチック透明容器。これに紙で作った星座紙を巻き付けた。北天部分は太陽系になっている。惑星は色セロハンで色を付け、軌道はコンパスの針で円を描きました。容器の構造上、南天部分は投影できません。極軸は9mmのステンレスパイプで光源はムギ球だ。極軸台座は角材を斜めに切り落としたものにパイプを圧入した。容器のフタの前後には塩ビシートを挟んでスベリを良くした。仮組したあとでフタに本体をねじ込めるので組み立てが容易でそこそこの強度がある。
この構造、紙製より簡単だし自分ではヒットだったと思う。恒星の穴は紙にポンチで開けたのですが、大きすぎた。天井に投影するとプラネというよりもミラーボールのような感じ。(マアイイカ)。次は千枚通しで開けるとしよう。それよりプラネの恒星球(恒星円筒)には星座線や星座絵を描いたので雰囲気が出た。
星座絵のおかげで無骨なプラネがオブジェとしても楽しめる。次はもう少ーしリアルな大人っぽいのを作りたい。

ミニプラネの断面図。実物を作るより手間がかかりました。(^^)ゞ
               (2003年10月19日)

星座表示装置(ミニプラネ編その2)
 そうこうしていたら本屋にこれが売られていた。「大人の科学Vol.9」(学研2005.10発売)のピンホール式プラネタリウム「マイスター」。なんと約1万個の星数を投影できる。5角形の黒いフィルムにピンホール(穴が開いているわけではなくフィルムが透明になっている)が開けられ、これを正12面体に組立てる。あの大平さん監修とのことだ。息子用に買ったが、後日自分用にもうひとつ買ってしまった。
 これがスーパーリアルプラネタリウムのDNAを受け継いだ恒星原板。5角形が2連または3連になっていて折り紙の用に組み立てる。接着部分は最小限になっていて、付属の両面テープで接着するが、接着しろを最小限にして光が漏れず、かつ星が隠されないように工夫されていて感心させられた。

 本の説明によると、1等星のピンホールの直径を2mmとし、1等級変わるごとに直径の比率を1.75倍にしているとのことで謎だった。(実測した結果、これは誤りで 1等級変わるごとの直径の比率は1.45倍=光量だと約2.09倍、実際の光量比約2.51倍より意図的に小さめにしてある)
2等星のピンホールの大きさで比較すると、メガスターは約0.05mm、このプラネでは約1.4mmとなる。(投影される星像の視直径は光源から原板までの距離や投影方式で変わるのでピンホール径だけで単純比較はできないけど)
全天で4等星までの星数は500個、6等星では6000個、7等星だと18000個ということなのでだいたい6.5等星まで投影することができる。ということは最微星のピンホールの直径は0.18mmということになる。最微星の穴径よりメガスターの2等星の穴径のほうがはるかに小さい。ちなみにメガスターでは1等星は別の投影機で色まで再現される。メガスターの尖鋭な像にはかなわない。

樹脂性のスタンドは小学生でも簡単に組み立てられるが、正12面体の組立は正確さが要求される。実際、スタンドを組み立てたところで息子は飽きてしまい、あとは私が組み立てた。

 プラネ作りにハマった人のため?に、簡易ドームの作り方や自動回転、恒星をより点像にする方法、恒星原盤をサンドペーパーで削って天の川を強調する改造など、改造講座が特集されている。

星座早見盤のように日時のダイヤルを合わせて星空を再現できる。もちろん緯度軸もついていて、緯度を調整できる。この12面体では底部、つまり天の南極空域はスタンドとの結合のため、投影できない。しかし南天空域用の5角形を印刷したページもあるのだ。時間があれば作って投影したい。この5角形内にはケンタウルス座αβ星や南十字星がちりばめられている。

部屋の天井に投影してみた。星数が多くて圧倒される。雰囲気は実際の星空よりもかなりにぎやかだ。星像は大きくて例えばシリウスなどは月より大きく投影されてしまうのがちょっと難点。星数は4等星くらいまでで抑えたほうが星像も小さく締まり、実際の星野に近くなって教育的には良かったのではないかと思う。そんな恒星原板も後から出して欲しい。このプラネ、一度品切れとなっていたが再販されていつでも店頭で見ることが出来る。
(2006年3月6日)
星名 星座 等級 光量比
(1等星=1)
光量比から計算した
ピンホールの半径(mm)
実際のピンホール
の半径(mm)
シリウス Cma α -1.5 10.00 3.16 1.68
ベガ Lyr α 0.0 2.51 1.58 1.43
ポルックス Gem β 1.1 0.91 0.95 0.93
アルデバラン Tau α 0.9 1.10 1.05 1.03
カペラ Aur α 0.1 2.29 1.51 1.43
サドル Cyg γ 2.2 0.33 0.58 0.58
ポラリス Umi α 2.0 0.40 0.63 0.60
Umi γ 3.1 0.14 0.38 0.43
Umi ε 4.2 0.05 0.23 0.29
Umi η 5.0 0.03 0.16 0.24
マイスターの改造

 もう少しシャープな恒星像と天の南極部分を投影したいと改造に着手。ゆくゆくは携帯式の投影ドームも作るつもり。第1ステップとしては、基本的な構造はそのまま、恒星原盤と光源の改造を行うつもりだ。そこで「マイスター」のピンホール径の謎にせまってみた。ピンホール径をスケール付きのルーペで測定したところ下表のようになった。

 測定結果はグラフのようになった。
確かに1等星のピンホール径は2mm(半径で1mm)になっていた。シリウスを除けば同じ曲線上に乗っているようだ。

 ピンホールの半径を対数目盛りにしてみたのが下のグラフ。こうするとシリウス以外は一直線上に並んでいることがよく分かる。(赤い線が近似線) ただし、1等星と6等星の光量比率は100:1、 半径比では10:1となるはずなので、理屈通りにピンホールを設計すると正しい関係は青い直線になる。

 このことから、マイスターではできるだけ投影星数を増やすため、暗い星は実際の等級よりも明るめに補正して投影していると思われる。このグラフから、6等星を5等星相当に明るく(逆に明るい星は光量を抑え気味に)表示している。

 また、シリウスだけは別格で等級に見合った光量だと星が大きくなりすぎるため、上の補正に加え、1等級ほど暗めに投影している。

 それでもシリウスの恒星像はかなり大きい。光源と恒星原盤との距離は74mmだった。距離とピンホールの関係から、シリウスの星像直径は2.6度(月の視直径の5倍!) 1等星では星像直径は1.5度、
月と同じ視直径になるのは5等級よりも暗い星になってしまう。実際には豆電球は点光源でないので星は計算値よりも大きくなる。

 もう少しシャープな恒星像にするため、電球の変更と、恒星原板の改造を行うつもり。
やり方は「大人の科学」に書いてあるのとはちがう方法で。
(2006年3月12日)