naspis

Novinky


Mapa


Kontakt


Vyhledávání



Péče o památky Prahy



Virtuální muzeum hodin o.s.


TOPlist

Valid XHTML 1.0 Transitional

Původní mechanické řešení otáčení měsíční koule znázorňující fáze Měsíce

Na samém pak kraji vosu Zodiakova jest vsazené kolečko s zoubky, kteréž se netočí, ale na místě svém tuze sedí a okolo toho kolečka jest ohnutí v kraji neb konci toho pravidlka a na samém konci toho ohnutí jest dirka, jako by byla kštudlička do kteréž vstrčen jest jeden konec aneb čípek vřetena aneb hřídelíku, na kterémž sedí Měsíc, a druhý konec neb čípek toho vřetena vsazen jest v konci lůžka měsícova a na to vřeteno u prvního konce při tom kolečku nehnutedlném vsazeno jest jiné kolečko hnutedlné též s zoubky, jehožto krajové jdou po krajích onoho kolečka nehnutedlného. A když měsíc své postupování po Zodiaku koná, tehdy to kolečko hnutedlné pokávající se s zoubky toho kolečka nehnutedlného musí se mu poddávati a pomaloučku zatočovati a tím svým zatočováním točí Měsícem poněvadž na hřídelíku neb vřeteně sedí, že on se v svém lůžku obrací.

Tento text z Táborského Zprávy o orloji pražském popisuje tehdejší mechanismus otáčení měsíční koule na orloji, tedy původní řešení otáčení měsíční koule, které znázorňovalo aktuální měsíční fázi.

Toto technické řešení je dnes zajímavé i proto, že na pozdějších orlojích (Olomouc, Litomyšl) je druhé „pevné“ kolečko osazeno také na středu ekliptiky, jenže není pevně spojeno s ekliptikou, ale otáčí se spolu se slunečním táhlem. Otáčení měsíční koule je tak zde přímo odvozeno od vzájemné polohy táhla Slunce a táhla Měsíce. Převod ozubených kol je 1:1 a nemůže zde být chyba v převodu. Vzájemné otočení táhel o 360 stupňů způsobí přetočení měsíční koule rovněž o 360 stupňů.

Podle Táborského popisu bylo ale na orloji „pevné“ ozubené kolečko osazeno pevně na středu ekliptiky a s ekliptikou se také otáčelo. Otáčení měsíční koule bylo tedy odvozeno od vzájemné polohy Měsíce a ekliptiky, tedy podle siderického měsíce. Převod proto nemohl být 1:1, za synodický měsíc se vzájemná poloha Měsíce a ekliptiky nezmění o 360 stupńů, ale o 360 stupňů a navíc ještě téměř o jednu dvanáctinu otáčky ekliptiky (úhel, o který se posune za synodický měsíc ekliptika vzhledem ke Slunci). Převod tomu tedy musel být uzpůsoben. Kolečko upevněné na ekliptiku mělo pravděpodobně 12 zubů a měsíční kolečko pak muselo mít zubů 13. V tomto případě vzniká za použití malého počtu zubů nejmenší chyba v převodu - asi 10 stupňů za rok. Otáčení Měsíční koule kolem své osy bylo pomalejší. (Nynější mechanismus má chybu 5 stupňů za rok, otáčení je naopak rychlejší).

Kromě této chyby v čase narůstající ale vznikala i chyba dočasná, způsobená tím, že střed ekliptiky s ozubeným převodem je posunut z centra astrolábu, ze středu otáčení rafijí Slunce, Měsíce a ekliptiky. Tím vzniká v průběhu synodického měsíce rozdíl v úhlové rychlosti otáčení raménka Měsíce po ekliptice vzhledem k úhlové rychlosti, jakou se otáčí měsíční rafije. Tato chyba se projevovala v různých fázích Měsíce v závislosti na roční době (postavení Slunce na ekliptice). Např. v období jarní nebo podzimní rovnodennosti byla chyba největší při úplňku (při novu vzniknout nemohla nikdy, ve čtvrtích byla v tomto případě také nulová) a během synodického měsíce pak kolísala v rozsahu 0 - 47° v natočení měsíční koule, což je téměř čtyřdenní rozdíl ve fázi Měsíce  na nebi. (Chyby jsou vztaženy k polohám středního Měsíce a středního Slunce.) Vzhledem k nelineárnímu průběhu chyby (proměnlivý poměr úhlové rychlosti raménka s Měsíčkem vedoucího od středu ekliptiky k úhlové rychlostí měsíční rafije se středem uprostřed astrolábu), se ale např. téměř čtyřdenní zpoždění v pootočení měsíční koule (fáze Měsíce) dostalo do správné polohy za 3,3 dne.


Chyba Měsíce v opozici

Na obrázku je situace v okamžiku úplňku v době podzimní rovnodennosti. Měsíc je díky převodu ze středu Ekliptiky teprve v poslední čtvrti (47° před úplňkem). Úplněk bude nastaven až v poloze 2, tedy až bude Měsíc v opozici ke Slunci na orlojní ekliptice vzhledem k jejímu středu. Správně by měl nastat úplněk v okamžiku opozice Měsíce ke Slunci vzhledem ke středu astrolábu, tedy v poloze 1. Koule Měsíce tak bude indikovat úplněk až v poloze 2 , až 3,3 dne po skutečném úplňku, po otočení měsíční rafie o 41°.

To bylo pravděpodobně důvodem, proč kdosi, pravděpodobně v 17. století, zkonstruoval geniální zařízení, které je na orloji nyní a které tuto dočasnou, proměnlivou chybu nemá. Otáčení Měsíce kolem jeho osy je dnes prováděno dvojchodým šnekem osazeným otočně uvnitř měsíční koule v rámu, okolo kterého se měsíční koule otáčí. Šnek má osu otáčení kolmou k rovině astolábu. Otáčení šneku v rámu se pak děje vahou závaží, které je na šneku upevněno excentricky a tak udržuje stále stejnou polohu šneku vzhledem ke směru gravitace. Protože se rám otáčí spolu s měsíční rafijí, po jedné otáčce měsíční rafije se šnek se závažím vzhledem k rámu a měsíční kouli otočí rovněž o jednu otáčku. Tento otáčející se šnek pak zabírá do ozubení na vnitřním obvodu měsíční koule (jejíž osa otáčení směřuje do středu ekliptiky) a tím s koulí otáčí. Měsíční koule se tak otáčí spolu s rafijí okolo astrolábu a také kolem své vlastní osy. Více na samostatné stránce.

Původní řešení, popisované Táborským, se nezachovalo. Představu si o něm můžeme vytvořit podle kabinetní nápodoby orloje zhotovené pro habsburský dvůr v sedmdesátých letech 16. století (uloženého v Kunsthistorisches Museum, Vídeň), nebo z obdobného řešení jednoho novodobého interiérového orloje.

Text a obrázek Petr Skála


Telefon: 603 502 735, email: info (kyselá; ryba) orloj . eu