Mis on astronoomiline kell? Ajalugu, mehhanism ja toimimine
Astronoomiline kell on kell, millel on spetsiaalsed mehhanismid ja numbrikellad astronoomilise teabe kuvamiseks. See näitab päikese, kuu, tähtkuju ja mõnikord ka suuremate planeetide suhtelist asendit. Mõned näited on suured avalikud kellad, aga teised on hoonetes kasutamiseks mõeldud täppisseadmed. Astronoomilisi kellasid valmistavad mitmed tootjad ning need võivad sisaldada keerukaid lisafunktsioone nagu kuu faasid, zodiaki ketas ja ajaekvatsiooni näidik — sageli on need väga täpsed ja tehniliselt keerukad.
Ajalugu
Astronoomilise kella idee on iidne. Kuigi tegemist ei ole kella traditsioonilises mõttes, kasutati antiik-Kreeka 2. sajandil eKr Antikythera mehhanismi, mille abil arvutati keeruliste mehaaniliste hammasrataste abil päikese, kuu ja tähtede asendit igal ajahetkel. See seade on tihti peetud esimese tuntud mehhaanilise taolise arvutusaparaadi eelkäijaks.
Euroopa astronoomilised kellad pärinevad tõenäoliselt Antikythera mehhanismi tehnoloogiast ja keskaja inseneritööst. Nagu Cicero hiljem, 1. sajandil eKr. kirjutas, saavutasid Archimedese ja Posidoniuse orreraam praktiliselt sama asja. Keskajal valmistatud kellad kasutasid geotsentrilist meetodit, mille kohaselt oli Maa keskpunktis. Päike ja teised taevakehad liikusid selle mudeli järgi ümber Maa, mis vastas tollasele maailmavaatele ning aitas kujundada avalikke ja kiriku kelli.
Mehhanism ja põhilised komponendid
Astronoomiline kell koosneb tavaliselt mitmest põhielemendist:
- Numbriketas ja zodiaki ketas — näitavad kellaaja kõrval tähtkujusid ja päikese paiknemist sodiaagimärkide suhtes.
- Päikese ja kuu näidikud — väikesed ikoonid või käed, mis liiguvad sõltuvalt mehaanismist ning näitavad nende asukohta ekliptika suhtes.
- Kuu faaside indikaator — tihti kahevärvilise sfäärina või mehhanismina, mis kuvab kuu faase (uukuu, kasvav, täiskuu jne).
- Equation of time / Ajaekvatsioon — mõnel kellal on näitaja, mis korrigeerib päikeseaega keskmise kellaaja suhtes (näitab kõikumisi, mis tulenevad Maa telje ja orbiidi omadustest).
- Hammasrattad ja käigud — mehaaniline süda, mis teisendab ajamomentide suhted õige liikumise tagamiseks; vanemates kellades on need käsitsi valmistatud hammasrattad.
Kuidas astronoomiline kell töötab
Oluline on mõista, et astronoomiline kell ei "hinda" taevakehi reaalajas nagu tänased elektroonilised juhikud, vaid järgib mehaaniliselt etteantud suhteid: hammasrattad on konfigureeritud nii, et ühe käigu pöörang vastab teise objekti liikumisele teatud aja jooksul. Näiteks kui üks rattaühend viib päikese näidu pöörlemisele 1 kraadi päevas, liigub kuu näitaja sõltuvalt selle rataste suhteist kiiremini, et peegeldada kuu ümber Maa liikumist.
Tüübid ja tuntud näited
On mitmeid tüüpe astronoomilisi kellasid:
- Suured avalikud kellad — näiteks Praha kuulus astronoomiline kell Orloj, mis kombineerib ajalise ja astronoomilise teabe ning on tuntud oma mehaaniliste protsessioonide poolest.
- Kirikulised ja linnakellad — keskaegsed ja varauusaja kellad, mis kombineerisid kellatööd, taevamudelit ja liturgilist vajadust.
- Tasku- ja laualkellad — väiksemad mehaanilised versioonid, mida mõnikord valmistati külluslike komplikatsioonidega.
- Tänapäevased elektroonilised versioonid — kasutavad andureid ja arvutust, et kuvada täpseid positsioone ja ennustusi planeetide kohta.
Täpsus, hooldus ja restaureerimine
Astronoomiliste kellade täpsus sõltub mehhanismi kvaliteedist ja reguleerimisest. Vana mehhanismi täpseks hoidmiseks on vaja regulaarset hooldust: puhastamine, õlitamine, hammasrataste kontroll ja aeg-ajalt seadmine vastavalt astronomilistele kalendritele. Paljud ajaloolised kellad on restaureeritud, et säilitada nii esteetikat kui ka töövõimet — restaureerimisel kasutatakse sageli koos ajalooliste dokumentide ja kaasaegsete mõõtmismeetoditega saadud teadmisi.
Miks astronoomilised kellad on olulised
Astronoomilised kellad on väärtuslikud nii teadusliku kui ka kultuurilise pärandi poolest. Need demonstreerivad varajast inseneritarkust, inimeste püüdlust mõista ja modelleerida taevast liikumist. Samuti on paljud sellised kellad tähtsad turismi- ja haridusobjektid, mis ühendavad tehnika, kunsti ja astronoomia ajalugu.
Lõpetuseks: astronoomilised kellad on ajas arenenud alates antiik-Kreeka seadetest kuni tänapäevaste elektrooniliste instrumentideni, aga põhieesmärk — kuvada inimsilmale ja ühiskonnale taevakehade asendeid ja tsüklilisi muutusi — on püsinud samaks.
Astronoomiline kellanägu (Praha).
Rasmus Sørnesi kell, valmistatud 20. sajandil.
Üks Christiaan van der Klaauw'i mitmest kavandist.
Küsimused ja vastused
K: Mis on astronoomiline kell?
V: Astronoomiline kell on kell, mis kuvab spetsiaalsete mehhanismide ja numbrikellade abil astronoomilist teavet, näiteks päikese, kuu, tähtkujude ja peamiste planeetide asendeid.
K: Millised on mõned näited astronoomilistest kelladest?
V: Mõned näited astronoomilistest kelladest on suured avalikud kellad ja hoonetes kasutamiseks mõeldud instrumendid, samuti mitmete tootjate valmistatud kellad.
K: Kui täpsed on astronoomilised kellad?
V: Astronoomilised kellad on äärmiselt täpsed, kusjuures mõned mitmete tootjate valmistatud kellad on väga täpsed.
K: Kuidas kujutasid keskajal valmistatud kellad päikesesüsteemi?
V: Keskajal valmistatud kellad kasutasid geotsentrilist meetodit, mis kujutas Maad päikesesüsteemi keskpunktis ja Päikest selle ümber pöörleva Päikese.
K: Mis oli Antikythera mehhanism?
V: Antikythera mehhanism oli Vana-Kreeka keerukas masin, mis pärines 2. sajandist eKr. ja mida kasutati Päikese, Kuu ja tähtede asendi arvutamiseks, kasutades mehaanilisi hammasrattaid.
K: Milline on seos Antiküthera mehhanismi ja Euroopa astronoomiliste kellade vahel?
V: Arvatakse, et Euroopa astronoomilised kellad pärinevad Antikythera mehhanismi tehnoloogiast, sest mõlemad olid mõeldud taevakehade asendite arvutamiseks.
K: Kes saavutas praktiliselt sama, mis Antikythera mehhanism?
V: Nagu Cicero hiljem, 1. sajandil eKr. kirjutas, saavutasid ka Archimedese ja Posidoniuse oreeria taevakehade asendite arvutamise osas praktiliselt sama, mis Antikythera mehhanism.
