Pawilony astronomiczne

Pawilony dla astronomicznych instrumentów obserwacyjnych stanowią niewątpliwie kategorię budowli posiadających swoją bardzo wyraźną specyfikę. Wynika to oczywiście z wymogów narzucanych przez cele wykonywanych w nich obserwacji astronomicznych. A ponieważ bywają one różne, więc i pawilony różnią się między sobą, choć mają przecież wiele cech wspólnych.

Pierwsze pawilony mieszczące instrumenty astronomiczne pojawiły się na przełomie XVI i XVII w. Od tego czasu przeszły one długą drogę ewolucyjną dochodząc dziś do form nie tylko udoskonalonych, ale też i dość znacznie zróżnicowanych. O ile doskonalenie pawilonów było spowodowane wzrostem wymagań obserwacyjnych, to ich różnicowanie się było następstwem powstawania coraz to nowych typów instrumentów. Pod tym względem szczególnie owocne było ostatnie stulecie.

Dawne pawilony obserwacyjne były pierwotnie sytuowane zazwyczaj wprost na budynkach obserwatoriów, lub stanowiły wraz z nimi jedną zwartą całość. Jednak już w pierwszej połowie XIX w. pojawiła się tendencja do oddzielenia pawilonów obserwacyjnych od budynków i stawiania ich wprost na ziemi. Jednocześnie pojawiła się dążność do lokalizowania obserwatoriów astronomicznych poza obrębem miasta. Wraz z coraz szybszym rozwojem miast i związanego z nim przemysłu obie te tendencje przybierały na sile, bowiem warunki obserwacyjne w miastach pogarszały się coraz szybciej. Przez długi jednak czas budowanie obserwatoriów poza obrębem miast było hamowane trudnościami komunikacyjnymi. Ograniczano się więc najczęściej do lokalizowania obserwatoriów na peryferiach miast. Dziś, gdy trudności komunikacyjne, praktycznie rzecz biorąc, znikły, nie jest problemem postawić obserwatorium w odległości kilkudziesięciu kilometrów od miasta. Niestety w obrębie miast muszą nadal pozostawać obserwatoria uniwersyteckie, są bowiem wykorzystywane również dla celów dydaktycznych. Zresztą trafia się i dziś, że gdy wymogi obserwacyjne nie są zbyt wygórowane, stawia się pawilon obserwacyjny po staremu na budynku obserwatorium, choć trzeba przyznać, że jest to przypadek coraz rzadszy.

Pawilon obserwacyjny stojący oddzielnie, a nie na budynku, jest stabilniejszy jak również nie podlega jego bardzo niekorzystnym wpływom termicznym. Odsunięcie zaś obserwatorium przynajmniej na peryferie miasta chroni je przed termicznymi wpływami gęsto zabudowanych terenów, wstrząsami wywołanymi przez przejeżdżające pojazdy, przed zadymieniem i zapyleniem jak również przed nadmiernym oświetleniem.

Współczesny pawilony obserwacyjny spełnia podwójną rolę, jest mianowicie zarówno miejscem, gdzie jest ustawiony instrument jak i jego osłoną przed wpływami zewnętrznymi. W związku ze swym pierwszym zadaniem powinien on posiadać odpowiednio stabilny fundament, na którym stoi instrument, przy czym właściwy pawilon stanowiący osłonę w zasadzie nie powinien się stykać z fundamentem. Chodzi tu o to, aby wszelkie drgania czy ruchy pawilonu wywołane czynnikami zewnętrznymi nie przenosiły się na fundament a tym samym na instrument. Warunek ten jest przestrzegany szczególnie rygorystycznie w przypadku pawilonów dla precyzyjnych instrumentów astronomicznych. Znacznie liberalniej traktuje się tę zasadę w przypadku instrumentów astrofizycznych, gdzie przecież chodzi o ilościowe i jakościowe badanie światła przychodzącego od ciał niebieskich. Zawsze jednak stawia się duże wymagania samemu pawilonowi jako osłonie przed czynnikami zewnętrznymi. Po pierwsze pawilon powinien stanowić możliwie dobrą izolację od zmian temperatury zewnętrznej chroniąc instrument w pierwszym rzędzie przed zbytnim nagrzaniem się w ciągu dnia. Po drugie pawilon powinien posiadać możliwie małą pojemność cieplną, tak aby mógł możliwie szybko ostygnąć przed obserwacją, jest bowiem rzeczą niedopuszczalną, aby w trakcie obserwacji wnętrze pawilonu posiadało temperaturę wyższą, niż otoczenie. Tam, gdzie szczególnie zależy nam na małej pojemności cieplnej, ograniczamy do minimum wszelkie wystające ponad ziemię partie ceglane czy betonowe zastępując je drewnem, blachą i izolacją termiczną.

Osobnym zagadnieniem jest kształt pawilonu wynikający nie tyle z funkcji, jaką spełnia instrument obserwacyjny, ile raczej ze stopnia jego swobody. Tak więc pawilonom teleskopów zenitalnych wystarcza w zasadzie rozsuwany dach, choć pożyteczne jest także częściowe otwieranie ściany południowej i północnej. W przypadku zaś instrumentów południkowych (instrument przejściowy, koło południkowe i wertykalne) pawilony mają kształt półcylindryczny. Półcylinder ten rozsuwa się na boki tworząc w płaszczyźnie południka szeroki otwór dla celów obserwacyjnych. Jednakże większość instrumentów posiada pełną swobodę ruchów pozwalającą na skierowanie lunety w dowolnym kierunku. One to wymagają obrotowych i otwieranych kopuł umożliwiających obserwacje w dowolnym kierunku. W zasadzie kopuła ma rozsuwane po szynach pokrywy dachowe, choć czasem trafiają się inne rozwiązania.

Wielkie kopuły teleskopów-gigantów mają wysokości i średnice rzędu kilkudziesięciu metrów. W dolnych kondygnacjach zawierają one liczne pomieszczenia pomocnicze, z których część jest przeznaczona na aparaturę sterującą ruchem zarówno teleskopu jak i kopuły.

W przypadku obserwacji Słońca trzeba czasem użyć lunety o bardzo długiej ogniskowej dochodzącej nawet do kilkudziesięciu metrów. Ponieważ jednak budowanie ruchomej lunety tej długości byłoby niecelowe, instaluje się lunetę nieruchomą, poziomą lub pionową. W pierwszym przypadku powstaje teleskop horyzontalny, w drugim — wieżowy. Oczywiście w obu tych przypadkach światło od Słońca musi być rzucane do obiektywu lunety przez ruchomy system zwierciadeł zwany celostatem.

Pawilon teleskopu horyzontalnego jest podłużnym budynkiem skierowanym w kierunku północ-południe. Jego południowe zakończenie jest odsuwane, tam bowiem znajduje się celostat. Natomiast teleskop wieżowy jest albo pełną pionową budowlą, albo ażurową wieżą, przy czym celostat znajduje się na szczycie w obrotowej kopule. Trzeba jednak zauważyć, że budowla nadziemna jest jedynie częścią tego rodzaju pawilonu. Znaczna jego część wchodzi głęboko pod ziemię i tam znajdują się odizolowane od zmiennych wpływów zewnętrznych pomieszczenia dla aparatury naukowej.

Na osobne omówienie zasługują obserwatoria ludowe a więc popularne, jak również miłośnicze pawilony astronomiczne. Tu oczywiście wymogi obserwacyjne są mniej surowe, natomiast na plan pierwszy wysuwają się inne aspekty.

Obserwatoria ludowe są nastawione nie tylko na miłośnicze obserwacje, ale również na szeroką akcję popularyzacyjną. Trzeba więc przy ich urządzaniu pamiętać, że przewija się przez nie sporo osób. Zatem pawilon lub pomieszczenie zawierające lunetę powinien być na tyle obszerny, aby mógł pomieścić sporą grupę uczestników pokazów nieba. Można nawet zrezygnować z klasycznej kopuły instalując odsuwany na szynach dach. Można pójść jeszcze dalej ustawiając lunetę na tarasie lub nawet na położonej na ziemi płycie betonowej osłaniając samą lunetę lekkim pawilonikiem całkowicie odsuwanym po szynach. Jedna ze ścian takiego pawilonu jest dwuskrzydłowymi drzwiami, po otwarciu których cały pawilonik daje się łatwo odsunąć na bok. W tych warunkach uczestnicy pokazu mają zupełnie swobodny dostęp do lunety a jednocześnie niczym nie zasłaniany widok na niebo.

Pokazy nieba stanowią jedynie część działalności popularyzacyjnej. Uzupełniają ją odczyty, propagowanie czytelnictwa i zachęcanie do pracy miłośniczej. Z tego powodu obserwatorium ludowe powinno posiadać salę odczytową, bibliotekę, pomieszczenia na pomoce naukowe i dla miłośników astronomii. Cennym uzupełnieniem jest małe planetarium.

Zupełnie uproszczoną budowę mogą mieć miłośnicze pawilony astronomiczne. Kopuła obrotowa może się tu okazać zbyt skomplikowana i kosztowna w budowie. Zresztą można się zupełnie dobrze obejść bez niej. Miłośnikowi wystarczy w zasadzie mały pawilonik z odsuwanym, lekko skośnym, lub prawie płaskim dachem. Wysokość takiego pawiloniku powinna być przy tym tak dobrana, aby przy poziomym ustawieniu lunety zamknięty dach był bezpośrednio nad nią. Tego rodzaju rozwiązanie zapewnia duże pole widzenia przy obserwacjach. Ważną rzeczą jest, aby podłoga pawilonu była nieco wzniesiona nad poziom gruntu. Ma to na celu zabezpieczenie wnętrza pawilonu przed wodą pochodzącą z deszczu lub topniejącego śniegu. We wnętrzu pawilonu dobrze jest zainstalować parę półeczek na różne drobiazgi używane przy obserwacjach oraz mały stoliczek do robienia notatek. Pożądane jest doprowadzenie do pawilonu prądu celem oświetlenia, trzeba jednak pamiętać, że w czasie obserwacji można mieć najwyżej słabe oświetlenie, przy czym korzystne bywa światło czerwone lub zielone.

Z powodzeniem stosować też można wspomniane powyżej przesuwane na bok lekkie pawiloniki. Pawilonik taki powinien jednak posiadać jakieś umocowanie do ziemi, jest bowiem lekki i grozi mu wywrócenie przez wiatr.

Opisane tu pawiloniki obserwacyjne mogą służyć jako schematy, na których oprze się miłośnik astronomii przy budowie własnego pawilonu. Jego szczegółowe rozwiązanie i wykończenie będzie już zależało od możliwości i inwencji samego konstruktora.