Астра́риум, также называемый Планета́риум — старинные астрономические часы, созданные в XIV веке итальянцем Джованни де Донди. Появление этого инструмента ознаменовало развитие в Европе технологий, связанных с изготовлением механических часовых инструментов. Астрариум моделировал Солнечную систему и, кроме отсчёта времени и представления календарных дат и праздников, показывал, как перемещались планеты по небесной сфере. Это и было его главной задачей, в сравнении с астрономическими часами, основной задачей которых является собственно отсчёт времени. Можно сказать, что Астрариум представлял собой сложный средневековый механизм, объединявший в себе функции современного планетария, часов и календаря. Устройства, выполняющие эту функцию, создавались и до, и после Джованни де Донди, но известно о них относительно немного. Некоторые источники, несмотря на это, говорят о том, что Астрариум был первым механическим устройством, показывающим движения планет.
История В разделе представлено описание и сравнение инструментов, изготовленных в разные периоды времени, но имевших те же функции, что и Астрариум Джованни де Донди: каждое устройство являлось одновременно планетарием, часами и календарём. По датам создания можно распределить их следующим образом:
Антикитерский механизм 150—100 гг. до н. э. Астрариум Джованни де Донди 1364 год, согласно большинству источников Планетариум Лоренцо делла Волпайя 1510 год Астрономические часы Пассмана 1749 год Планетарий Эйсе Эйсинги 1781 год Астрономические часы Йенса Ольсена 1955 год
Античная эпоха
Старинные предшественники Астрариума были сложными механическими устройствами, своеобразными попытками смоделировать положение и движение планет, но какие-либо комментарии по строению таких устройств или руководства по их изготовлению не сохранились. Архимеду приписывают использование планетария (примитивной версии Астрариума), или «небесной сферы», с помощью которой можно было наблюдать за движениями планет, восходом Солнца и Луны, фазами и затмениями Луны, исчезновением обоих небесных тел за линией горизонта.
Наглядное подтверждение того, что сложные механические устройства существовали ещё задолго до Астрариума Джованни де Донди, были обнаружены в начале XX века. В 1900—1901 годах около греческого острова Антикитера группой ловцов губок были найдены остатки кораблекрушения. Под руководством археолога Валериоса Стаиса и под контролем греческого правительства была поднята на сушу глыба окисленного материала, внутри которой располагался механизм с шестернями. Он затонул около 70 года до н. э. и стал известен как Антикитерский механизм — аналог Астрариума.
Этот механический инструмент рассчитывал позиции небесных тел и указывал положение самого наблюдателя на поверхности Земли. Антикитерский механизм считают ранним аналоговым компьютером, который был создан для расчёта положения Солнца и Луны на определённую дату. В 2002 году Майкл Райт (), специалист по механическим устройствам из Лондонского музея науки, предположил, что механизм мог моделировать не только движения Солнца и Луны, но также пяти известных в древности планет — Меркурия, Венеры, Марса, Юпитера и Сатурна. Позднее, в 2005 году, стартовал греческо-британский проект Antikythera Mechanism Research Project, в ходе которого были проведены подробные исследования Антикитерского механизма. Так как это устройство провело под водой почти две тысячи лет, бо́льшая часть его фрагментов подверглась коррозии. Несмотря на это, исследователям удалось изучить подробности его строения, а также понять надписи, которые покрывают некоторые поверхности. Разобравшись в надписях, учёные обнаружили, что на большей части шестерней выгравированы именно названия планет. Этот факт подтвердил предположение Райта. В процессе изучения фрагменты механизма были исследованы с помощью рентгеновского излучения, следствием чего явилось изготовление копий древнего инструмента.
Национальный археологический музей в Афинах экспонирует 378 найденных на месте кораблекрушения фрагментов различных предметов, в том числе и 82 сохранившиеся части самого Антикитерского механизма. Для определения его возраста были использованы два безопасных (с точки зрения воздействия на исследуемый объект) метода — и компьютерная томография, в результате которых была определена примерная дата создания механизма: 150—100 года до н. э. Этот случай, однако, является исключительным: ни об одном сходном устройстве не было до сих пор обнаружено каких-либо данных. Перед закатом Римской империи технология его создания была утеряна. До XIV века не существовало подобных по сложности устройств, вплоть до появления в Европе механических астрономических часов.
Средние века и Ренессанс Создание механических часов, визуализирующих движение небесных тел, было важным направлением деятельности средневековых ученых и инженеров. В XII веке багдадский инженер Исмаил ал-Джазари построил башенные водные часы, показывающие не только время, но и движение по небосводу знаков зодиака, Солнца и Луны (с меняющимися фазами). Значительных успехов в этом направлении добился английский учёный XIV века Ричард УоллингфордскийNorth J. God’s Clockmaker: Richard of Wallingford and the Invention of Time. Oxbow Books, 2004, pages 171—218.. Разработанные им около 1330 г. астрономические часы показывали движение Солнца, планет, движение и фазы Луны, уровень приливов в Темзе. Механизм часов содержал спиральные шестерёнки, овальные кольца, многочисленные зубчатые передачи. Часы были размещены на внутренней стене собора Сент-Олбанского монастыря, аббатом которого служил Ричард.
Астрариум Джованни де Донди Следующий задокументированный случай изготовления астрономических часов связывается с именем итальянца Джованни де Донди (1318—1389), жителя Падуи, средневекового врача и учёного, занимавшегося астрономией и часовым делом. Джованни был одним из самых значительных астрономов своего времени. Интерес к астрономии и изготовлению часов он унаследовал от своего отца , который в 1344 году спроектировал и при содействии принца Убертино да Каррара построил на Пьяцца деи Синьори в Падуе уличные куранты, размещённые впоследствии на дворцовой башне на . Эти астрономические часы были одними из первых в своём роде, однако в 1390 году они сгорели во время штурма дворца миланцами. Сегодня на башне Падуи работают реконструированные астрономические часы по прототипу Якопо де Донди.
Джованни, его сын, спроектировал и построил новые астрономические часы, так называемый «Астрариум», или «Планетариум», — механические дисковые часы с гирями и механизмом боя. Согласно большинству источников, Астрариум был создан им в промежутке между 1348 и 1364 годами. Джованни работал над ним в течение долгого времени — 16 лет. После завершения работы и демонстрации изобретения на главной площади Падуи механизм был перемещён в библиотеку замка. Изготовление Астрариума было чрезвычайно сложной задачей для того времени, так как ни одна мастерская не была приспособлена для таких работ. Джованни опередил время: для изготовления Астрариума он использовал методы механики, которые вошли в широкую практику на несколько столетий позже. Это, возможно, являлось причиной того, что в следующие века после создания Астрариума никто не мог его отремонтировать — не было достаточно квалифицированных специалистов в этом деле. Астрариум указывал путь Солнца, Луны и известных в то время пяти планет, обращавшихся вокруг Земли, исходя из господствовавшего тогда птолемеевского мировоззрения (см. также «Альмагест»). Джованни также измерил длительность каждого дня в часах и минутах и с помощью Астрариума указал точную дату и имя почитаемого в определённый день святого.
Самая известная литературная работа Джованни, посвящённая Астрариуму и содержащая его подробное описание, — это Tractatus Astrarii () (написанная им на средневековой латыни), которая вышла в свет в 1389 году в Падуе. Эта книга была переиздана в 1960 году Ватиканской библиотекой в Риме и в 2003 году — женевским издательством «Дро» ().
В 1381 году де Донди подарил свой Астрариум герцогу Джану Галеаццо Висконти, который установил его в библиотеке своего замка в Павии. Астрариум оставался там по крайней мере до 1485 года. Известно, что в первой половине XVI века он пережил ремонт после поломки. Мастером, отремонтировавшим его, был (1501—1585). Этот итальяно-испанский мастер известен также изготовлением сложных астрономических часов, отображавших годовое движение Солнца, Луны и планет (по птолемеевскому мировоззрению). В 1630 году оригинал Астрариума Джованни де Донди был потерян в Мантуе, и его дальнейшая судьба неизвестна.
Планетариум Лоренцо делла Волпайя
Ещё одно упоминание астрономических часов, показывающих движение планет, относится ко второй половине эпохи Возрождения и связано с итальянским мастером Лоренцо делла Волпайя () (1446—1512). Он был известным архитектором, ювелиром, математиком и часовщиком, основавшим флорентийскую династию часовщиков (по пути отца следовали его сыновья Камилло, Бенвенуто и , а также племянник Джироламо).
Как часовщик делла Волпайя прославился строительством планетарных часов. Они имели изысканно украшенный большой диск-циферблат, разделённый на часовые секции и отображавший знаки зодиака. Такой циферблат, инновационный на то время, давал наблюдателю возможность проследить, не отрывая взгляда от инструмента, за движением всех планет, известных на то время, — Сатурна, Юпитера, Венеры, Марса и Меркурия. Меньший диск, который двигался по часовой стрелке, имел шесть секций. В пяти из них находились диски вышеперечисленных планет. Они вращались против часовой стрелки. В шестой секции находился механизм с названием «дракон», который отображал лунные узлы и затмения. В центре планетариума также находились диски, показывавшие фазы и возраст Луны, а также имевшие солнечный указатель. Часы отмечали (звоном) час, день и месяц.
Как и у Астрариума де Донди, основная задача планетариума делла Волпайя была не в точном хронометраже времени, но в отображении позиции небесных тел относительно Земли (в те времена ещё преобладал геоцентризм). Изготовитель таких часов должен был иметь значительные знания в области астрономии, точных наук и построения механизмов.
Известно, что Лоренцо делла Волпайя изготовил две модели таких часов. Одна была выполнена по заказу Лоренцо Медичи (1449—1492) как подарок Матьяшу I (1443—1490), королю Венгрии. Другая модель часов Лоренцо была изготовлена им в 1510 году и отдана властям для размещения в Зале лилий (в то время Sala dell’Orologio — Зале часов) в Палаццо Веккьо. Мастерская Лоренцо на улице перешла к его сыновьям, которые работали в ней в течение всего XVI века.
В 1560 году Джироламо, племянник Лоренцо, восстановил часы дяди, но уже в конце XVII века эти часы были утеряны (возможно, разобраны или уничтожены).
Новое время
Астрономические часы Пассмана
В следующие века было сделано ещё несколько подобных конструкций. Одним из примеров являются астрономические часы Пассмана — инструмент, созданный в 1749 году инженером Клод-Симоном Пассманом () (1702—1769), часовщиком Луи Дотье () (1730—1809), скульпторами и мастерами по бронзе Жан-Жаком Каффьери (1725—1792) и (1714—1774). Часы показывали текущее время, дату, фазы Луны и движения планет. Однако часы Пассмана, в сравнении с Астрариумом, показывали движение планет, исходя из гелиоцентрической системы мира, а не геоцентрической. Они были сделаны из золочёной бронзы, стали, меди и стекла, а также отчасти покрыты эмалью. Двухметровую конструкцию часов венчала планисфера, в центре которой располагалось Солнце, а вокруг него вращались планеты, включая Землю, вокруг Земли — Луна. Планисферу обрамляли кольца с обозначением знаков зодиака и линии равноденствия. На бронзовом шаре, обозначавшем Землю, были показаны страны и некоторые города. Механизм этих часов был рассчитан на показ всех элементов вплоть до 9999 года.