Projektierung und Montage eines realistischen Sternenhimmels aus Lichtfasern Als wir 2001 unser Domizil radikal entkernt hatten, ist durch die Zusammenlegung von Wohnzimmer, Küche und Flur ein ca. 65 Quadratmeter großer Raum entstanden, der bis in die Dachspitze reicht. Auf halber Höhe queren die Kehlbalken den Raum. Es stellte sich damals die Frage, wie man den Platz über den Balken optisch anspruchsvoll gestalten kann. Die Idee kam dann spätestens auf der Ausstellung Light&Buildung 2002: Die Holzvertäfelung der Decke sollte eine möglichst naturgetreue Nachbildung des Sternenhimmels zieren! Dabei waren folgende Parameter entscheidend: - Die Montage der Leuchtmittel sollte einfach sein - Es sollten 6 verschiedene Sterngrößen darstellbar sein - Die Sterne sollte real wirken, also auf- und untergehen können (=dimmbar sein), klein sein und möglichst leicht funkeln Nach Abwägen der Vor- und Nachteile verschiedener Systeme kam folgendes Material zum Einsatz: 1 Projektor 100W Halogen mit Farbrad und je 1 Rolle Kunststoffasern in 0,25mm und 0,75mm Durchmesser. Sämtliches Material wurde vorn der Firma GP Fiber Optics GmbH ( www.gp-fiberoptics.de ) bezogen, die die genannten Produkte zu angemessenen Preisen anbietet. Bei Lichtfaseranwendungen und insbesondere bei Sternenhimmeln ist der Unterschied zwischen Kunst und Kitsch sehr gering. Bei Muster-Sternenhimmeln diverser Hersteller fällt ein Hang zu geometrischen Formen oder zu überbetonten „Galaxien" oder anderen Sternenanhäufungen auf, die einen ansonsten schönen Sternenhimmel kitschig wirken lassen. Um so etwas zu vermeiden, sollte die Position der Lichtpunkte möglichst genau mit dem Original übereinstimmen. Zur Generierung eines original Sternenhimmels diente das Programm EasySky ( www.easysky.de ), die kostenlose Demo-Version reicht für diese Zwecke vollkommen aus. Nach Angabe des Standortes kann jetzt für jeden beliebigen Zeitpunkt die Position aller Sterne dargestellt werden. Zusammen mit einer Schablone für den verfügbaren Raum für den Sternenhimmel kann man jetzt den gewünschten Himmelsausschnitt aussuchen, der einem am besten gefällt. Tipp: Es ist hilfreich für den späteren Betrachter, wenn geläufige Sternenbilder wiedergegeben werden, um die Orientierung zu erleichtern. Jetzt muss der Umfang der benötigten Kunststoffasern bestimmt werden: Hierzu fertigt man sich am besten einen Screenshot (EasySky-Vollansicht) des gewählten Ausschnittes an (mit Koordinatengitter) und druckt das Ganze als Negativ über ein beliebiges Zeichenprogramm aus. Darauf überträgt man die Umrisse des zur Verfügung stehenden Raumes (spiegelverkehrt natürlich, der Himmel soll ja an die Decke!) Anschließend nummeriert man die darzustellenden Quadranten durch und druck jeden Quadranten stark vergrößert in EasySky aus (beachte den Bug in EasySky bei der Höhenskalierung, in meiner Version gab es einen Versatz von 1° Höhe). Auf diesen Ausdrucken markiert man alle sichtbaren Sterne und notiert ihre Helligkeit (Stern anklicken). Sie ist in Magnitude [m] angegeben, je kleiner die Zahl, desto heller das Objekt (sie kann auch negativ werden für sehr helle Objekte). Je mehr Helligkeitsstufen man später nachbildet, desto realistischer wirkt es. Im vorliegenden Fall wurden Objekte bis 6m angezeigt und diese in 6 Helligkeitsstufen aufgeteilt (0-0,9m; 1-1,9m; 2-2,9m usw.). Die Anzahl der Sterne je Helligkeitsstufe wird dann für jeden Quadranten notiert und aufsummiert (Excel hilft). Als Endergebnis bekommt man die Anzahl der dargestellten Sterne; bei uns ca. 1250. Wenn der Standort für den Projektor feststeht, kann man für jeden Quadranten den Abstand zum Projektor ausmessen und mit der Anzahl der jeweiligen Sterne multiplizieren (unbedingt jeweils 2 oder mehr Meter mehr je Stern einplanen, nachträglich kürzen geht immer…). Jetzt geht es um die benötigte Faserlänge: Bei z.B. darzustellenden 6 Sternenhelligkeiten benötigt man eigentlich 6 unterschiedliche Faserdurchmesser. Oder man fasst an den Austrittsstellen mehrere Fasern zusammen, die gemeinsam einen Lichtpunkt bilden. Der korrekte Faktor für den Helligkeitsunterschied zwischen 1m und 2m beträgt 2,512. Die Faserfläche zwischen einem 1m und einem 2m-Stern sollte sich daher ebenfalls um den Faktor 2 oder besser Faktor 3 vergrößern. Im vorliegenden Fall wurden für die Sterne folgende Fasern verwendet: 0-0,9m8x0,75mm 1-1,9m4x0,75mm 2-2,9m2x0,75mm 3-3,9m1x0,75mm 4-4,9m3x0,25mm 5-6,0m1x0,25mm Der errechnete Querschnitt des Gesamtbündels an Fasern, die an den Projektor angeschlossen werden müssen, darf 30mm nicht überschreiten (abhängig vom Projektor), in unserem Fall ergab sich ein Bündel von ca. 18mm Durchmesser. Passt! Und nun zur Bohrschablone: Eine dicke durchsichtige Kunststofffolie wird ausgelegt und die Raumgeometrie übertragen. Zusätzlich wird das Quadrantennetz aufgezeichnet (10°-Schritte). Sinnvollerweise ist die Gradeinteilung auf der Folie mitschreiben. Zur genaueren Positionierung der Sterne kann man sich aus alter Tapete eine Schablone mit 1°-Einteilung machen. Anschließend werden die Sterne von den einzelnen (vergrößerten) Ausdrucken übertragen. Z.B. Kreuze in verschiedenen Farben am besten zusätzlich mit Zahlen für die verschiedenen Helligkeiten. Ist das geschehen, schneidet man die Folie in Bahnen (nummerieren!), die der Breite eines Vertäfelungsbrettes entsprechen, die spätere Bohrschablone ist fertig. Es hat sich bewährt, für jeden Quadranten ein abgezähltes Faserbündel in der benötigten Länge herzustellen. Hierzu die Fasern um 2 entfernte Stangen (Stehlampen sind bestens geeignet) wickeln und der Länge nach mit Kreppband fixieren. Anschließend kann das Bündel an den Enden aufgeschnitten werden und provisorisch an der Unterlattung befestigt werden. Es ist dringend davon abzuraten, die Fasern einzeln zu ziehen, da sie sich immer irgendwo verhaken und als verworrenes Knäuel kaum voneinander zu trennen sind!!! Das Faserbündel für den Projektor wird zusammengefasst (z.B. durch eine Schlauchschelle) und durch die Projektorhülse geschoben. Dann werden alle Fasern mittels eines heißen Messers (modifizierter Lötkolben) auf eine Länge gebracht und miteinander verschmolzen (ggf. Vorversuche machen). Anschließend die Oberfläche mit feinem Schleifpapier polieren. Farbrad: Das Farbrad fertigt man sich am besten aus einem Rohling selber an. Rote, blaue und gelbe Streifen in unterschiedlicher Ausprägung erzielen den gewünschten Effekt des Funkelns. Auch hier: Vorversuche machen, bevor man mit Glühlampenlack an die Scheibe geht. Jetzt die Bahn der Bohrschablone auf die Vorderseite eines Brettes legen, mit einem Bohrer (verschiedene Stärken, je ca. 0,2-0,3mm größer als der Faserbündeldurchmesser) an den Kreuzen die Löcher bohren und den Durchbruch auf der Rückseite markieren. Anschließend werden die Kunststoffasern durch die Löcher gezogen und mit einem Silikontropfen (in Brettfarbe) fixiert. Die Löcher lassen sich am besten treffen, wenn der Projektor schon läuft, da dann die Faserenden leuchten! Ist ein Loch in der Nut eines Brettes, so muss beim nächsten Brett die Feder an der Stelle gekürzt werden! Beim Montieren aufpassen, dass die Faser nicht abknickt, ggf Freiraum schaffen. Das Silikon trocknen lassen und die Faser später bündig abschneiden. Inbetriebnahme: Der erste Betrieb unseres Sternenhimmels zeigte, dass man die Sternenbilder bei den verwendeten 6 Helligkeitsstufen auf Anhieb wieder findet. Das Funkeln mit dem Farbrad funktioniert nach den ersten Fehlversuchen ebenfalls. Für eine realistische Helligkeit sind die 100 Watt Halogen allerdings zu hell. Bei vollständiger Dunkelheit wird der gesamte Raum in ein angenehmes Halbdunkel getaucht (ähnlich Vollmondnacht). Besser ist es, das Leuchtmittel auf 25…50% zu dimmen. Der Einsatz eines Leuchtmittels mit geringerer Leistung bietet aber weniger Reserven für den Betrieb bei Tageslicht. Dafür ist ein entsprechend abgedimmtes Licht eher gelb-orange verfärbt. Besonders schön ist der Einsatz einer versteckten, mittels EVG dimmbaren blauen Leuchtstoffröhre, die die in unserem Fall die weiß gewachste Vertäfelung anleuchtet, wenn die Sterne „aufgehen". Und jetzt: Viel Spaß beim Nachbauen! Bei ernst gemeinten Rückfragen stehe ich gerne zur Verfügung: Sternenhimmel(ät)walenczyk.de