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Planetarium @ /home

Sterne gucken mit Stellarium

01.02.2006 Wer nicht gern nachts frierend auf einer Wiese im Park sitzt, um die Sterne zu beobachten, holt sich einfach ein virtuelles Planetarium ins Haus.

Das virtuelle Planetarium Stellarium [1] simuliert den aktuellen Sternenhimmel und zeigt Sternbilder und Himmelskörper an. Um alle aktuellen Features von Stellarium zu nutzen, besorgen Sie sich am besten die neueste Version des Programms aus dem CVS. Dafür brauchen Sie das Programm Cvs, das Sie über YaST oder Apt-get installieren. Ebenfalls unentbehrlich: Sie benötigen die 3D-Treiber für Ihre Grafikkarte, da das Programm eine ordentliche Grafikleistung voraussetzt. Zunächst loggen Sie sich über die Konsole in das CVS von Stellarium ein und drücken während der Passwortabfrage einfach [Eingabe]:

cvs -d:pserver:anonymous↩
@cvs.sourceforge.net:/cvsroot/↩
stellarium login

Nutzen Sie Cvs zum ersten Mal, wiederholen Sie bei einer Fehlermeldung den Vorgang einfach: Cvs setzt einen eigenen Ordner .cvs im Home-Verzeichnis voraus, legt diesen aber nicht gleich an und wundert sich dann, dass er fehlt. Nun wechseln Sie in einen leeren Ordner und beginnen mit dem Download:

cvs -z3 -d:pserver:anonym↩
ous@cvs.sourceforge.net:/cvsro↩
ot/stellarium co stellarium

Im neuen Unterverzeichnis stellarium erzeugen Sie mit dem Befehl ./autogen.sh die Datei configure anschließend installieren Sie Stellarium wie gewohnt mit ./configure, make und der Eingabe von make install mit Root-Rechten. Stellarium benötigt nun noch einige Entwicklerpakete. Suse Linux besteht zum Beispiel auf die Pakete SDL-devel und xorg-x11-Mesa-devel. Letzteres verursacht allerdings ein Problem: Haben Sie den Nvidia-Treiber mit YaST installiert, zerstört das Paket xorg-x11-Mesa-devel das notwendige Kernelmodul – Sie müssen Nvidia neu installieren, am besten auf die Art, wie es die Nvidia-Seite empfiehlt. Benutzer von "Debian Etch" brauchen die SDL-Pakete wie libsdl1.2-dev, libsdl-mixer1.2-dev, libsdl-gfx1.2-dev oder die libsdl1.2-sound-dev, hinzu kommen Pakete für OpenGL wie xlibmesa-gl-dev sowie ein paar weitere Pakete wie zlib1g-dev und libpng12-dev. Die CVS-Version ist zwar meist brandaktuell, enthält aber oft auch Fehler. Laden Sie in diesem Fall die stabile Version stellarium-0.7.1.tar.gz aus dem Netz [2] oder von der Heft-CD herunter und kompilieren Sie diese. Allerdings stehen Ihnen in dieser Version nicht alle hier beschriebenen Features zur Verfügung.

Erste Ausblicke

Öffnen Sie die Konsole und geben Sie stellarium ein. Nach dem Start zeigt das Programm ein schönes Bild aus der Natur mit einem Himmel darüber (Abbildung 1). Stimmt die Tageszeit, sieht man auch die Sterne. Ob es Tag oder Nacht ist, hängt davon ab, zu welcher Uhrzeit Sie das Programm starten – Stellarium synchronisiert zuerst seine Zeit mit der internen Uhr im Computer. Nach oben begrenzt eine Statusleiste das Bild, die mehrere Informationen trägt. Links zeigt sie das aktuelle Datum und die Uhrzeit, dann folgen Name und Programmversion. Ganz rechts finden Sie noch zwei Werte, die der Erläuterung bedürfen: Der Eintrag fov steht für "Field of view" und verweist auf das aktuelle Sichtfeld, das Sie mit [Bild-Auf] und [Bild-Ab] erweitern und einschränken. 100 Grad entspricht einer Fischaugen-Perspektive, eine Verengung des Blickfelds bis zu 0,001 Grad ist möglich und erfolgt beim starken Heranzoomen an einen entfernten Planeten. Spieler wissen, dass FPS für "Frames per second" steht, was die Anzahl der gezeigten Bilder pro Sekunde meint. Ist diese Zahl zu gering, ruckelt das Bild erfahrungsgemäß.

Abbildung 1

Abbildung 1: Stellarium zeigt nach dem Start Natur pur mit viel Himmel darüber. Rufen Sie das Programm abends auf, sehen Sie die Sterne.

Im linken unteren Bereich erscheinen die verschiedenen Optionen von Stellarium in Form einer Reihe aktivierbarer Schalter. Über die vier Symbole unten rechts manipulieren Sie die Zeit. Gewöhnlich startet Stellarium im Vollbild, mit [F1] verwandeln Sie das Programm in ein normales Fenster. Sie steuern das Planetarium über Tastaturkürzel; eine Liste mit den Steuerbefehlen erhalten Sie im Netz [3] oder indem Sie auf das Symbol mit dem Fragezeichen klicken.

Zeigt sich die Grafik noch immer schwach auf der Brust – zum Beispiel beim Umschauen mit gedrückter linker Maustaste – drehen Sie noch ein wenig an der Grafikschraube. Klicken Sie auf das Symbol mit dem Schraubenschlüssel unten links, um in das Menü mit den Grundeinstellungen zu gelangen. Dort rufen Sie den Reiter Video auf und verkleinern die Screen Resolution. Die beiden Optionen unter Projection verzerren die Perspektive des Beobachters, nun sehen Sie die Umgebung wie durch ein Fischauge oder ein Fernrohr. Mit Save as default schreiben Sie diese Einstellung fest. Im Reiter Rendering legen Sie fest, wie detailliert die Umgebung in Stellarium erscheint. Auch sämtliche Optionen aktivieren und deaktivieren Sie bei Bedarf hier, allerdings verändert man die meisten der Features auch über die Icons unten links. Zur Erklärung: Star Names, Up to mag bewirkt, dass ab einer bestimmten Helligkeit die Namen der zugehörigen Sterne erscheinen, was Sinn macht, wenn Sie in das All hinein zoomen. Cardinal Points sind übrigens schlicht die Markierungen der Himmelsrichtungen, wodurch die Buchstaben auftauchen, die anzeigen, wo Norden, Süden, Osten und Westen liegen.

Beeindruckend an Stellarium ist, dass Sie – wie auch im Planetarium Celestia – über die Zeit herrschen. Sie kehren zu jedem beliebigen Zeitpunkt in der Geschichte zurück, beobachten den Sternenhimmel im Jahr 0 oder zukünftige Sonnenfinsternisse. Im Reiter Date & Time definieren Sie unter Current Time die aktuelle Zeit. Darunter steht, wie schnell die Zeit gerade abläuft: Die Zahl 1.0 bedeutet, Sie befinden sich im Echtzeitmodus. Wie dort weiter steht, beschleunigen und verlangsamen Sie den Lauf der Zeit über [L] beziehungsweise [J] und stellen mit [K] die reale Zeit wieder her. Grafisch verändern Sie den Lauf der Zeit mit den Symbolen unten rechts in der Ecke: Die doppelten Dreiecke bringen Sie in der Zeit vorwärts und rückwärts, über das mittlere Dreieck kehren Sie in den Echtzeitmodus zurück. Im Reiter Location definieren Sie den Ort, an dem Sie das Planetarium errichten. In der CVS-Version zoomen Sie gar mit dem Mausrad oder [Bild-Auf] und [Bild-Ab] in die Karte hinein, um den Ort exakt zu bestimmen. Alternativ suchen Sie im Internet nach den Koordinaten Ihres Standorts und tragen diese ein, oft hilft dabei die Wikipedia weiter. Bleibt noch der Landscapes-Reiter: Über ihn verändern Sie die im Programm angezeigten Landschaften, verwandeln die grüne Wiese in einen Wald oder schneebedeckten Berg – wirklich hübsch anzusehen das Ganze (Abbildung 2).

Abbildung 2

Abbildung 2: Planetarium im Schnee: Beobachten Sie den Himmel vor ganz unterschiedlichen Landschaften und zu verschiedenen Jahreszeiten.

Die Show im Griff

Testen Sie nun die kleinen Symbole im unteren linken Bildschirmbereich. Die ersten drei Felder von links widmen sich den Sternbildern: Mit einem Klick auf das Symbol ganz links formieren sich bestimmte Sternenhaufen durch Striche zu Sternbildern, das nächste Kästchen liefert den passenden Namen zu den Gebilden. Beim Klick auf das dritte Kästchen verdeutlichen schließlich künstlerische Bilder dem phantasielosen Beobachter, warum diese Strichmännchen nun als Adler, Skorpion oder Jungfrau durchgehen (Abbildung 3). Mit Hilfe der nächsten beiden Icons legen Sie ein Koordinatensystem über die imaginäre Himmelskugel, ein Azimuthal Grid und ein Equatorial Grid, zwei Koordinatensysteme zur Bestimmung der Position eines Himmelskörpers (Kasten Koordinatensysteme).

Abbildung 3

Abbildung 3: Was vier Sterne zum Sternbild Widder macht, verdeutlichen künstlerische Bilder – ein wenig Fantasie brauchen Sie dennoch.

Schweben Sie gern lautlos durchs All, schalten Sie einfach Landschaft und Atmosphäre ab: Das erledigen der nächste und der zwei Stellen weiter rechts liegende Knopf. Über das Kompasssymbol dazwischen aktivieren Sie die Cardinal Points, die Schaltfläche rechts daneben bringt Nebel in die Galaxie. Astronomische Nebel erscheinen zunächst als blinkende gelbe Punkte im All und offenbaren erst beim Heranzoomen ihre interessanten Formen.

Haben Sie mit einem Linksklick der Maus ein bestimmtes Objekt ausgewählt, umgibt den Himmelskörper ein blinkender Cursor: Ein Klick auf das Symbol mit den Pfeilen zentriert den gewählten Planeten. Mit [Bild-auf] und [Bild-ab] zoomen Sie an ihn heran und von ihm weg.

Mondsüchtig

Betrachten Sie nun den Mond etwas genauer: Dazu wählen Sie das Symbol mit der Lupe oder drücken [Strg]+[F], rufen dann den Reiter Planets & Moons auf und tippen in das Textfeld Moon ein. Beenden Sie den Vorgang mit [Eingabe], sucht Stellarium den Planeten und zentriert ihn auch gleich. Sie betrachten den Mond nun mit Hilfe der Zoom-Funktion aus der Nähe oder folgen seiner Laufbahn, indem Sie [T] drücken und zugleich die Zeit beschleunigen. Das klappt auch mit Konstellationen, Nebeln oder Sternen, die Sie mit Hilfe der Suchfunktion ebenfalls finden. Sterne rufen Sie mit den Namen oder der Nummer aus dem Hipparcos-Katalog auf, Nebel suchen Sie nach den Konventionen im Messier-Katalog.

Unsichbare Welten

Es gibt auch ein paar kleine Tricks in Stellarium, für die Sie die Datei /.stellarium/config.ini in Ihrem Home-Verzeichnis brauchen. Dank dieser Datei befindet sich das Planetarium gewöhnlich zunächst in Paris, ersetzen Sie diese Daten einfach durch Ihre Lieblingsstadt. Für München lautet der Eintrag:

        [init_location]
        name = Munich
        latitude = +48 08'24.00\"
        longitude = +11 34'30.00\"
        altitude = 0

Dem Namen folgen Längen- und Breitengrad, die eingetragene Höhe spielt allerdings keine Rolle. Stellarium liegt bis jetzt leider noch nicht komplett auf Deutsch vor. Aber ein wenig Lokalkolorit bringen Sie über die Datei config.ini dennoch hinein: Im Abschnitt localization tragen Sie sky_locale=deu ein, dann erscheinen deutsche Namen für die Planeten und Sternbilder am Himmelszelt.

Setzen Sie die Option flag_show_script_bar auf true, erscheint im unteren Menü ein zusätzliches Eingabefeld, über das Sie Stellarium in Form verschiedener Kommandos steuern – eine Referenz für diese Kommandos gibt es im Netz [4].

Auch Skripting funktioniert: Mit [Strg]+[R] zeichnen Sie alle Aktionen, die Sie in Stellarium vornehmen, auf. Das Programm erzeugt während der Aufnahme eine Datei namens stellarium0.sts in Ihrem Home-Verzeichnis, mit der Kombinationen [Strg]+[R] stoppen Sie die Aufzeichnung auch wieder. Das Starten eines solchen Skripts verläuft mitunter etwas umständlich: Zunächst kopieren Sie die Datei stellarium0.sts in das Verzeichnis /usr/local/stellarium/data/scripts/startup.sts, dann starten Sie Stellarium neu und drücken [M], um in ein Textmenü zu gelangen. Mit [Pfeil-unten] arbeiten Sie sich zum Punkt 6. Scripts vor und wechseln dann mit [Pfeil-rechts] zu 6.1 Local Scripts: Select and exit to run. Mit [Pfeil-oben] und [Pfeil-unten] durchsuchen Sie die vorhandenen Skripte und drücken [Eingabe], wenn Ihr Skript erscheint. Verlassen Sie das Menü mit [M], startet das Skript automatisch; mit [7] stoppen Sie es wieder.

Mit [Strg]+[S] nehmen Sie einen Screenshot auf, den das Programm ebenfalls im Home-Verzeichnis deponiert. Mit der richtigen Software erstellen Sie gar ein eigenes Panoramafoto, dass Sie dann als Landschaft für Ihr Planetarium nutzen [5, 6]: Das kann Ihr Garten sein, aber auch die Wiese im Park.

Koordinatensysteme

Planeten drehen sich, von der Erde aus betrachtet, um einen festen Punkt: den Himmelspol (celestial pole). Der Himmelspol besteht eigentlich aus zwei Polen, steht man am Nordpol, befindet er sich direkt im Zenith; am Südpol gilt dasselbe, nur heißt der Zenit dort Nadir. Vom Äquator aus betrachtet, liegen die Himmelspole also im Süden und Norden. Die imaginäre Himmelskugel (celestial sphere) verbindet diese beiden Pole und schafft so ein Koordinatensystem am Firmament. Der Himmelsäquator (celestial equator) verläuft – ähnlich dem Äquator – quer zur Achse der beiden Himmelspole, aber die Himmelspole sind nicht mit Nord- und Südpol identisch.

Azimuthal Grid (Altitude/Azimuth coordinate system) Eine Methode zur Ortsbestimmung von Himmelskörpern: Man lokalisiert einen Fixstern und denkt man sich einen Winkel, der aus der Perspektive des Beobachters vom Stern gerade hinunter reicht bis zum Horizont. Dieser Winkel legt die Höhe (Altitude) fest. Die horizontale Strecke vom Norden bis zu dem Punkt, wo der Höhenwinkel den Horizont schneidet (ein Bogen), nennt man Azimut (Azimuth) (Abbildung 4). Dieses Koordinatensystem ist recht einfach, taugt allerdings nicht zur Bestimmung einer exakten Position von Planeten [7]. Denn die Koordinaten ändern sich durch die Bewegung der Erde und beim Überschreiten eines Breitengrads.

Equatorial Grid (Right Ascension/Declination (RA/Dec) coordinate system) Dieses Koordinatensystem verwendet auch der Hipparcos-Sternen-Katalog. Es misst, ausgehend vom Himmelsäquator die exakte Position eines Sterns im Koordinatensystem. Beim Frühlingspunkt – einem Fixstern – startend, bestimmt man entlang des Himmelsäquators den ersten Winkel (Rektazension) und anhand der Ausrichtung zum Nordpol den zweiten Winkel (Deklination) und errechnet so die Position eines Himmelskörpers und ordnet ihn auf dem Koordinatensystem ein (Abbildung 5). Der Vorteil an dieser Methode: Der Himmelsäquator bleibt statisch, die Position bleibt genau [8].

Abbildung 4

Abbildung 4: Die Skizze von Andras Mohari, Matthew Gates und der Open Clipart Library verdeutlicht das "Altitude/Azimuth"-Koordinatensystem.

Abbildung 5

Abbildung 5: Das "Right Ascension/Declination"-Koordinatensysten ist komplizierter, funktioniert dafür aber unabhängig vom Breitengrad des Betrachters.

Glossar

Astronomische Nebel

Interstellare Wolken aus Staub und Gas, die entweder selbst Licht aussenden oder angestrahlt werden.

Hipparcos-Katalog

Beruht auf Daten, die der Satellit Hipparcos über die Orte und Bewegungen von 118.000 Sternen sammelte.

Messier-Katalog

Listet astronomische Objekte auf, vorwiegend Galaxien, Nebel und Sternenansammlungen, benannt nach seinem Verfasser Charles Messier.

Infos

[1] Homepage des Stellarium-Projekts: http://stellarium.sourceforge.net

[2] Quellcode von Stellarium: http://prdownloads.sourceforge.net/stellarium/stellarium-0.7.1.tar.gz?download

[3] Tastaturkürzel in Stellarium: http://porpoisehead.net/mysw/stellarium_user_guide_html/node20.html

[4] Kommando-Referenz: http://cvs.sourceforge.net/viewcvs.py/*checkout*/stellarium/stellarium/doc/commands.html?rev=1.16

[5] Oliver Frommel, "Panoramas mit Hugin und Enblend", Linux User 12/ 2004.

[6] So schaffen Sie eine eigene Landschaft: http://porpoisehead.net/mysw/stellarium_user_guide_html/node39.html

[7] Mehr zum "Azimuthal Grid": http://porpoisehead.net/mysw/stellarium_user_guide_html/node46.html

[8] Weitere Infos zum "Equatorial Grid": http://porpoisehead.net/mysw/stellarium_user_guide_html/node47.html

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