Astronomska opservatorija na Mojmilu

“The soul without imagination is what an observatory would be without a telescope.” (Henry Ward Beecher)

Muzika uz post: Interstellar Main Theme – Hans Zimmer

Sažetak

Tekst predstavlja idejni koncept astronomskog centra na Mojmilu. Dat je koncept (uz 3D renderovani prikaz) dizajna sa 1 i 2 kupole, zavisno od raspoloživih finansijskih sredstava. Navedeni su: oprema, preporuke, operativa i način održavanja opservatorije. Takođe, dat je idejni dizajn planetarijuma koji može biti veoma koristan dodatak opservatoriji. Opisani su benefiti izgradnje opservatorija (blizina populaciji, povoljna logistika – pristup, struja, internet, sigurno skladištenje opreme, može biti u kombinaciji s planetarijem, stručnom bibliotekom i multimedijalnom salom). Date su naučne mogućnosti opservatorije (posmatranje Mjeseca i planeta, solarna astronomija, astrometrija i fotometrija, praćenje satelita, svemirskog otpada, meteorita i objekata blizu Zemlje, radioastronomija, spektroskopija, praćenje okultacija itd.). Takođe, dat je prikaz mogućih edukativnih aktivnosti (javne posjete, školske radionice i predavanja, astronomski kursevi, astrofotografija, naučno-popularne manifestacije, live stream događaja, saradnja sa univerzitetima i međunarodnim mrežama, “do it dourself” projekti, predavanja o svemirskoj robotici, STEM projekti). Procjenjeno je da za osnovnu astro-opremu treba za početak min. 60.000 KM. Nisu date procjene građevinskih troškova, to ide u sljedećoj, detaljnijoj fazi razrade projekta. Zaključeno je da bi uticaj opservatorije na popularizaciju astronomije u lokalnoj zajednici bio veoma značajan, posebno na mlađu populaciju.

Uvod

Nedavno smo (avgust, 2025) Džan Jašarević i ja pokrenuli inicijativu (na Džanovu ideju) da se na Mojmilu napravi astronomski centar (opservatorija), budući da je lokacija dosta povoljna radi pristupa, a nije toliko svjetlosno zagađena. Naknadno smo vidjeli da je i u regulacionom planu iz 2014. za ovo područje predviđena opservatorija (slika ispod), što olakšava proces.

Ideju je podržao Vernes Ćosić koji je vjećnik u Općini Novi Grad. Zamisao na prvi pogled može izgledati grandiozna, ali se za relativno malo novca (u odnosu na budžet Općine) može napraviti jedna velika stvar za cijelu Općinu, ali i grad. Inače, u Općini Novi Grad Sarajevo, prema popisu stanovništva iz 2013., ima 118.553 stanovnika. Dakle, Novi Grad čini otprilike 40% ukupnog stanovništva Grada Sarajeva. Budžet Općine Novi Grad Sarajevo za 2025. godinu je 67.650.000 KM. Dakle, ovo je najmnogoljudnija (i među najbogatijim) općina u BiH i apsolutno je u mogućnosti finansirati ovakav jedan generacijski projekat. Uz opservatoriju na Bistrik Kuli koja bi se trebala obnoviti (već 20 godina se radi na ovome, ali još uvijek ništa), i privatnu opservatoriju Vema u Visokom, opservatorija na Mojmilu bi predstavljala značajan iskorak u razvoju astronomije u BiH jer i 30 godina nakon rada jedino BiH još uvijek nema vlastitu opservatoriju od svih zemalja bivše Jugoslavije (npr. na Kosovu imaju i opservatoriju i planetarijum). Osim toga, njen uticaj na popularizaciju astronomije u lokalnoj zajednici bio bi takođe veoma značajan. Kakva je korist od astronomije za društvo je tematika koju sam već obrađivao i preporučujem da pročitate ovaj tekst.

Vrste opservatorija

Postoje, generalno, dva tipa zemaljskih astronomskih opservatorija (osim njih postoje i svemirske): profesionalne i gradske (lokalne). Profesionalne služe istraživanju i grade se na najboljim svjetskim lokacijama, a gradske služe javnosti i obrazovanju, a često rade i kao kulturno-edukativni centri. Dole su dati neke karakteristike spomenutih tipova opservatorija.

Koji su zahtjevi za lokaciju profesionalne opservatorije? Da bi opservatorija imala dobre uslove za posmatranje (posebno u optičkom dijelu spektra), idealna lokacija treba imati sljedeće [1]:

• Minimalnu oblačnost – čak i djelimični oblaci smetaju jer zrače u infracrvenom dijelu spektra i dodaju pozadinsko svjetlo.
• Malo vodene pare – vodena para je glavni apsorber i emiter u atmosferi, posebno na talasnim dužinama >10 μm.
• Nisku temperaturu – smanjuje infracrveno pozadinsko zračenje atmosfere i teleskopa.
• Nizak atmosferski pritisak – na velikim visinama smanjuje se apsorpcija i raspršenje.
• Tamno nebo – daleko od gradskih svjetala i svjetlosnog zagađenja.
• Nisku seizmičnost – smanjuje rizik od oštećenja opreme i konstrukcije.
• Nisku optičkuturbulenciju (dobar „seeing”) – daje bolju rezoluciju teleskopa.
• Malu brzinu noćnog vjetra – smanjuje vibracije teleskopa.
• Male temperaturne varijacije noću – stabilnije uslove za posmatranje.
• Nisku vlažnost – manji rizik od kondenzacije i inja na optici.
• Nizak nivo radio i mikrotalasnog zračenja – da se izbjegnu smetnje na detektorima.
• Male količina prašine – da se smanji prljanje optike.
• Odgovarajuću geografsku širinu – da omogući posmatranje važnih dijelova neba (npr. centar galaksije, Magelanovi oblaci).
• Dobru pristupačnost lokaciji – smanjenje troškova održavanja i rada.

Generalno govoreći, najbolje lokacije za astronomska posmatranja su sljedeće [1]:

• Antarktik. Sa velikom masom leda, kontinent je svojevrsni “hladni rezervoar”. Atmosfera je mirna i stabilna, posebno tokom noći bez Sunca. Mehanička turbulencija je mala, a stabilnost visoka, što stvara idealne uvjete za posmatranje.
• Polarni regioni. Na polovima je vrlo malo vodene pare u atmosferi, što pogoduje infracrvenim posmatranjima. Niske temperature smanjuju toplotno zračenje optike. Antarktik je posebno privlačan jer ima stabilnu atmosferu, hladnije tlo, postojeću infrastrukturu i “čvrsto tlo”. Ipak, na Južnom polu turbulencija u prvih 1000 m visine kvari kvalitet posmatranja, pa su viši lokaliteti na kontinentu obećavajući.
• Ostrvske lokacije. Idealna su ostrva u tropskim predjelima, daleko od kopna, s jednom planinom koja izlazi iznad sloja inverzije i nudi neometan protok zraka. Takvih mjesta ima malo (npr. Mauna Kea na Havajima, Kanarska ostrva). Bitno je i nisko svjetlosno zagađenje.
• Obalna područja. Ako vjetar dolazi s mora, uvjeti su slični kao na ostrvima. “Hladno more” (npr. uz obale Kalifornije i Čilea) spušta sloj inverzije, što poboljšava uslove.
• Unutrašnjost kontinenata (planine i pustinje). Iako se tradicionalno manje cijene, unutrašnja područja mogu biti izvrsna ako planine prelaze 3000 m, imaju suh zrak i neometane struje zraka. Problem su snijeg i niske temperature, ali pustinjske planine su vrlo pogodna mjesta.

Karakteristike glavnih opservatorijskih lokacija (tabela ispod) su:

• Fotometrijske noći: noći s idealnim uslovima za precizna fotometrijska posmatranja računaju se kao noći s više od 6 sati bez oblaka.
• Brzina vjetra: mjeri se na 10 m visine.
• Seeing: odnosi se na prosječno stanje atmosferske turbulencije tokom noći.
• Voda u atmosferi: u tabeli ispod se navodi količina nataložene vode u atmosferi tokom noći.

Metode procjene i mjerenja za potrebe izgradnje astronomske opservatorije su sljedeće [1]:

1. Procjena lokacije
   • Nekada je dovoljno bilo naći planinu s povoljnom klimom i dostupnošću.
   • Danas, s velikim teleskopima, izbor najbolje lokacije postao je ključan za performanse opservatorije.
   • Potrebno je analizirati: klimu (temperaturu, vjetar, oblačnost), infracrvenu pozadinu neba i kvalitet slike.
2. Mjerenje kvaliteta slike (Seeing; “Seeing” u astronomiji označava kvalitet slike nebeskih objekata posmatranih kroz teleskop, a zavisi od turbulencije atmosfere. Kada svjetlost prolazi kroz Zemljinu atmosferu, slojevi zraka različite temperature i gustine uzrokuju lomljenje (refrakciju) svjetlosti što dovodi do toga da se zvijezde vide kako „trepere“, a kroz teleskop slika postaje mutnija ili nestabilna. Praktično značenje seeing-a: mjeri se u lučnim sekundama (arcsec, ″); što je broj manji, to je seeing bolji (oštrija i stabilnija slika) – npr. 0.5″ seeing = izuzetno dobro (tipično na vrhunskim opservatorijama) ili 2–3″ seeing = prosječno, uobičajeno u većini amaterskih uslova.)
   • Seeing zavisi od atmosferske turbulencije i promjenljiv je u vremenu (minute, dani, godine).
   • Zbog nestacionarnosti, potrebno je dugotrajno mjerenje na različitim lokacijama da bi se dobila pouzdana slika.
   • Cilj je razumjeti porijeklo degradacije slike na svakom mjestu.
3. Tehnike za mjerenje turbulencije i seeinga
   • Mikrotermalni senzori: mjere temperaturne razlike i turbulenciju blizu tla ili pomoću radiosonda.
   • Akustični sondari (SODAR): koriste zvuk za mapiranje vertikalne raspodjele turbulencije do ~800 m visine.
   • Radiosonde: baloni sa senzorima za temperaturu, vlagu i vjetar, do 30 km visine.
   • Numeričko modeliranje atmosfere: koristi meteorološke modele za trodimenzionalnu simulaciju vjetra, temperature i turbulencije.
   • Vizualizacija strujanja zraka: pomoću tunelskih eksperimenata ili kompjuterskih simulacija određuje se kretanje zraka oko planinskih vrhova.

Sve ovo upućuje na to da je vrlo teško odabrati lokaciju za profesionalnu opservatoriju, ali zato gradske imaju veći širinu u odabiru lokacije. U nastavku ćemo vidjeti koje su prednosti (i mane) takve jedne opservatorije.

Zašto opservatorija (astronomski centar) na Mojmilu?

Astronomska opservatorija koja je blizu gradskih naselja (dakle u zoni s dosta svjetlosnog zagađenja, atmosferskih turbulencija i određenog nivoa buke) može raditi puno korisnih aktivnosti, iako je ograničena u poređenju sa profesionalnim opservatorijama. Do ove lokacije vozi autobus, što je bitna stvar. Od lokacija koje takođe mogu biti potencijalna mjesta za manje opservatorije su: Hum (vozi autobus, a predviđa se i projekat Skywalk) i Žuč (dalje i nema javnog prevoa do gore trenutno), Golo brdo iznad Vrela Bosne (otežan pristup) i Bistrik Kula (vozi žičara do Vidikovca i poslije ima par km hodanja) za koju je predviđena rekonstrukcija svakako.

Naučne i tehničke mogućnosti ovakve (gradske) opservatorije su:

• Posmatranje Mjeseca i planeta – gradska svjetla ne smetaju puno pri posmatranju svijetlih objekata (Mjesec, Jupiter, Saturn, Mars, Venera).
• Praćenje Sunca – solarna astronomija (aktivne regije, pjege, prominencije na Suncu) uz posebne teleskope i filtere.
• Astrometrija i fotometrija svijetlih objekata – npr. praćenje tranzita egzoplaneta oko sjajnijih zvijezda, promjenljivih zvijezda ili malih tijela u Sunčevom sistemu.
• Praćenje satelita i svemirskog otpada – lokacija nije bitna jer se radi o svijetlim objektima koji se brzo kreću.
• Praćenje meteorita i objekata blizu Zemlje (NEO).
• Radioastronomija – moguća ako je oprema zaštićena od elektromagnetskih smetnji. Može se raditi i danju i noću, i kad je vedro i kad je oblačno. Proučavaju se: meteorski eho, Jupiterova radio emisija, Sunčeva aktivnost, ostaci supernove, pulsari, kvazari, radio galaksije, emisija hidrogena u našoj i drugim galaksijama itd.).
• Spektroskopska analiza nebeskih tijela.
• Praćenje i snimanje okultacija.

Edukativne i popularizacione aktivnosti gradske opservatorije su sljedeće:

• Javne posjete i vođene ture – građani mogu uživo posmatrati planete, Mjesec, Sunce i neke sjajnije magline ili zvjezdane skupove.
• Školske radionice i predavanja – opservatorija može služiti kao centar naučne edukacije za osnovne i srednje škole, ali i odraslu populaciju.
• Astronomski kursevi – osnovni i napredni kursevi za amatere i studente.
• Astrofotografija – Mjesec, Sunce, planete i deep-sky objekti (uz uskopojasne filtere) se mogu snimati.
• Naučno-popularne manifestacije – “noći posmatranja”, međunarodni dan astronomije.
• Korištenje interneta i kamera za live stream događaja (pomračenja, opozicije planeta, tranziti).
• Potencijalna saradnja sa univerzitetima i međunarodnim mrežama.
• “Do it dourself” projekti za učenike i studente (kao što je npr. izgradnja astro trackera, modifikacija dslr kamera u astro mod, solargrafija i sl.).
• Predavanja o svemirskoj robotici i popratne aktivnosti.
• STEM projekti (tabela ispod).

Prednosti gradske opservatorije su sljedeće:

• Blizina građanima i školama (veoma bitan segment).
• Povoljna logistika (pristup, struja, internet, sigurno skladištenje opreme).
• Može biti u kombinaciji s planetarijem, stručnom bibliotekom i multimedijalnom salom.

Potencijalna ograničenja gradske opservatorije su:

• Svjetlosno zagađenje – onemogućava kvalitetna istraživanja slabih objekata (daleke galaksije, magline, tamnije komete).
• Turbulencije zraka (seeing) – smanjuju rezoluciju snimaka.
• U zimskom periodu ima magle na ovoj visini u Sarajevu (magla generalno ide max. do 1 km nadmorske visine), ali u periodima jake magle mogu se održavati određene edukativne aktivnosti, kursevi, radionice i koristiti prednosti npr. radio astronomije (ispitivanje solarne aktivnosti, zračenje Jupitera, hidrogenske emisije u Mliječnom putu i sl.) jer magla ne utiče na radio talase (u području od 30 MHz do nekoliko GHz).

U tabeli ispod je prikazano sumarno kakve su razlike u mogućim aktivnostima gradske opservatorije i one proefsionalne, smještene dalje od gradova (npr. na vrhu planine).

Osim toga, postoji dosta ozbiljnih opservatorija i na niskim visinama (ispod su date neke), tako da visina uglavnom predstavlja neko ograničenje. Čak može biti i prednost radi popularizacije astronomije u široj zajednici radi lakšeg i bržeg pristupa ljudi. Na vrh Mojmila (tačnije vrh Debelo brdo gdje se nalazi plato predviđen za opservatoriju) se dođe pješice praktično za 20 min sa Dobrinje 5 ili sa strane Alipašinog polja, a autom za 5 minuta. Prednost je i uređen Park šuma – Mojmilo, gdje se može uređenom šetnicom doći vrlo brzo do samog vrha Mojmila i iskoristiti periodi kad se organizuju posmatranja nebeskih tijela.

Idejni dizajn opservatorije na Mojmilu

Generalno, u fazi izgradnje bilo kojeg objekta postoji nekoliko faza. Prvo dolazi idejno ješenje, nakon čega ide konceptualno rješenje, pa glavni projekat, a nakon njega izvedbeni projekat i realizacija, uz završnu fazu održavanja (godišnja stavka u budžetu).

Idejno rješenje je prva faza razrade ideje – vizija kako bi objekat, sistem ili projekt mogao izgledati i funkcionisati. Obično uključuje osnovne skice, 3D prikaze, osnovne dimenzije i procjene, ali još bez detaljnih proračuna ili tehničkih detalja. Svrha mu je predstaviti namjeru i pokazati investitoru, timu ili javnosti kako projekt može izgledati. Često se koristi u arhitekturi, urbanizmu, industrijskom dizajnu – kao baza za odluku “da li idemo dalje”.

Konceptualno rješenje ide korak dalje, to je razrada glavne ideje u jasan koncept. Pored vizuelnih prikaza, uključuje i funkcionalne sheme, odnose između dijelova sistema, osnovne tehničke smjernice. Cilj je pokazati logiku projekta i njegovu izvodljivost, ali i dalje bez kompletne detaljne dokumentacije. U inženjeringu i tehnologiji, konceptualno rješenje pokazuje: koje će tehnologije biti korištene, koji su glavni procesi, okvirni troškovi i način implementacije.

Nakon konceptualnog rješenja ide faza detaljne razrade. Redoslijed ovisi o oblasti (arhitektura, građevina, mašinstvo, IT…), ali uobičajeno izgleda ovako:

Glavni/osnovni projekt:

• Na temelju konceptualnog rješenja radi se tehnički razrađen projekt.
• Sadrži detaljne crteže, proračune, materijale, tehnologije, budžet, troškove.
• Cilj je pokazati da je projekt tehnički i ekonomski izvodiv, te pripremiti osnovu za dozvole (npr. građevinsku).

Izvedbeni/detaljni projekt:

• Još detaljnija razrada – svaki vijak, kabl, cijev, materijal, profil se definiše.
• Obuhvata: precizne radioničke crteže, instalacione planove, tačne specifikacije materijala, uputstva za izvođače.
• Na osnovu ovog projekta se radi gradnja, te vrše montaža i implementacija.

Nadzor i realizacija:

• U toku gradnje stručni nadzor provjerava da li se radi prema izvedbenom projektu.
• Ako se radi o proizvodu ili sistemu, ide i prototip + testiranje.

Eksploatacija i održavanje:

• Kad se objekat završi i pusti u upotrebu, izrađuju se i uputstva za korištenje, održavanje i servis.

Ovdje bih savjetovao da se prije izrade svakako konsultuje sa ljudima koji su radili na dizajnu opservatorije (u BiH je to npr. Muhamed Muminović (AD Orion), u Srbiji npr. Miodrag Sekulić (AS Vidojevica), Željko Ivezić u Hrvatskoj itd).

Džan i ja smo napravili dva bažična idejna dizajna (vizuelni koncept) opservatorije. Prvi dizajn je sa dvije kupole, a drugi sa jednom. Treći potencijalni dizajn bi uključivao izgradnju planetarijuma koji je, iako je fantastična opcija, sam po sebi skuplji od čitave opservatorije (dizajn samog planetarijuma je opisan na kraju ovog teksta).

Prvi dizajn koji smo zamislili je onaj sa dvije kupole (slika ispod). Kod ovog dizajna postoje dva odjeljka između kojih je centralna struktura. Ovi odjeljci na slici su cilindrični, ali mogu se napraviti i pravougli (što bi možda bilo i jeftinije, a u njih svakalo lakše stanu stolovi i namještaj). Desno je kontrolna soba sa stolicom, stolom, računarskom opremom i dijelom za skladište opreme po potrebi. Lijevo je soba upravitelja sa: stručnom literaturom, stolicom, stolom, računarom i monitorom. Iz nje se stepenicama dolazi do kupole. Iznad ovih soba su motorizovane kupole unutar kojih su postavljeni teleskopi. Kretanje teleskopa je elektronski sinhronizovano sa kretanjem kupole (enkoder + softer). Obje kupole su opremljene i crvenom led rasvjetom. Između kupola je centralni odjeljak sa ograđenom otvorenom terasom za posmatranje neba (sa ležaljkama i crvenim led svjetlom), a ispod je glavna prostorija opće namjene (za predavanja, kurseve, radionice, izložbe, sastanke i sl.) sa projektorom i platnom (uz streaming opremu: web kamera (npr. MX Brio) + brzi internet), kao i toaletom. Napomena: na slici je otvoreni prikaz soba radi vizuelizacije, a u stvarnosti bi tu bili zidovi sa prozorima, a ulaz je kroz centralnu prostoriju.

Drugi dizajn je onaj sa jednom kupolom (slika ispod). On bi bio nešto jeftiniji, ali ne značajno. U ovom slučaju postoji jedan cilindrični odjeljak – soba (lijevo na slikama) sa bibliotekom (stručna literatura), stolicama, stolom, računarskom opremom i led svjetlom. Iznad je motorizovana kupola (opremljena crvenom led rasvjetom) unutar koje je teleskop. Postolje za teleskop ide do prizemlja (prolazi kroz kontrolnu sobu), kao i kod dizajna sa dvije kupole. Pored kupole je kvadratna struktura u koju može stati do 30 ljudi, sa ograđenom otvorenom terasom za posmatranje (sa ležaljkama), a ispod je glavna prostorija (za predavanja, kurseve, sastanke, izložbe i sl.) sa stolicama, platnom za projektor, a na zidovima su postavljene astronomske slike snimljene u BiH. U njoj je i prostor za toalet. Okolo je posijana trava i kameni put za prolaz do opservatorije. Na sjevernoj strani, iza opservatorije, je manji parking i prilazna cesta. U blizini su lampe, sa mogućnošću kontrolisanog gašenja. Oko platoa je zimzeleno drveće visine manje od visine opservatorije (zimzeleno drveće ne gubi zimi lišće pa pruža bolju zaštitu i od vjetra i od okolnog svjetla; npr. pačempres, jela, smrča, golema tuja, tuja occidentalis). Napomena: na slici je otvoreni prikaz soba radi vizuelizacije, a u stvarnosti bi tu bili zidovi sa prozorima. Ulaz je kroz centralnu prostoriju.

Korišćenje opservatorije sa dvije astronomske kupole umjesto jedne donosi niz prednosti, naročito za efikasnost, paralelni rad i fleksibilnost. Evo najvažnijih prednosti:

• Paralelna posmatranja
  Dvije različite mete mogu se posmatrati istovremeno (npr. jedna kupola prati kometu, druga promjenljivu zvijezdu).
  Ušteda vremena – omogućava paralelne naučne projekte bez čekanja.
• Razdvajanje nauke i edukacije
  Jedan teleskop se koristi za istraživanja, drugi za javna posmatranja, edukaciju i kurseve.
  Izbjegava se ometanje istraživačkog rada kada je prisutna publika.
• Različiti instrumenti
  U jednoj kupoli može biti fotometarski teleskop ili solarni teleskop, u drugoj spektrografski ili vizuelni teleskop, astrograf i sl.
  Omogućava raznovrsne naučne metode bez potrebe za zamjenom opreme.
• Redundansa i sigurnost
  Ako jedan teleskop ima tehnički problem, drugi ostaje funkcionalan.
  Manje rizika od potpune obustave rada.
• Povećan ukupni kapacitet opservatorije
  Više istraživača i timova može raditi istovremeno.
  Veća mogućnost uključivanja međunarodnih saradnji i studentskih timova.

Takođe, do opservatorije se treba dovesti voda (sa kanalizacijom), struja i internet. Vezano za struju, radi jačih potrošača, trebala bi se prokopati 22-25 kW trofazna (5×10 mm2) struja sa 35A osiguračima. Budući da je plan da se u blizini prave još neki objekti, ne bi bilo loše napraviti 10kV trafo-stanicu (nekih 50 kW).

Poslije izgradnje, oko građevine treba posijati travu (smanjenje termalnog odraza) i napraviti kameni put za prolaz do opservatorije. Na sjevernoj strani, iza opservatorije, treba napraviti manji parking (pravilo je: što manje asfalta – to bolje). U blizini postaviti niske lampe sa mogućnošću kontrolisanog gašenja kad zatreba. Na obodima platoa treba se posaditi zimzeleno drveće (visinu kontrolisati tokom godina) koje će prikriti okolna svjetla grada (svj. zagađenje), smanjiti vjetar, održavati bolje termalni ekvilibrijum oko opservatorije i dati vizuelno ljepši pejzaž.

Oprema, preporuke, operativa i održavanje opservatorije

Kupola:

Kupola nije samo estetski element, nego ima vrlo konkretne razloge zbog kojih se koristi u astronomiji već više od 150 godina:

1. Zaštita teleskopa od vremenskih uslova

Kupola pruža potpunu zaštitu teleskopa i osjetljive opreme od:

• kiše, snijega, prašine, vjetra i vlage,
• jakih temperaturnih promjena,
• direktnog Sunčevog zračenja (koje bi zagrijalo optiku i strukturu).

Zatvorena kupola održava mikroklimu unutar opservatorije stabilnom, što je ključno za precizna mjerenja i izbjegavanje toplotnih turbulencija.

2. Minimizacija vjetra i turbulencija

Teleskopi su vrlo osjetljivi na pomjeranje zraka i vjetar. Otvoreni dizajni (npr. obične ravne krovne konstrukcije) uzrokuju:

• podrhtavanje konstrukcije,
• brze promjene temperature u zraku oko optike,
• „seeing“ degradaciju (izobličenja slike).

Kupola omogućava usmjereno otvaranje kroz prorez/otvor (“slit”) koji smanjuje uticaj vjetra, dok unutrašnji zrak izlazi kontrolisano.

3. Rotacija i praćenje neba

Kupola se može rotirati oko svoje ose i otvor (“slit”) se poravnava sa teleskopom. Ovo znači da:

• teleskop ima neometan pogled na bilo koji dio neba,
• ne mora biti izložen nepotrebnom vanjskom svjetlu i zračenju,
• posmatrač može pratiti objekte satima bez promjene položaja opreme.

4. Termalna stabilnost

Kupola omogućava:

• sporije i ravnomjernije hlađenje unutrašnjosti,
• smanjenje temperaturnih gradijenata,
• manju pojavu “domaćeg seeinga” (lokalne turbulencije toplog zraka iznad teleskopa).

Moderne kupole imaju i ventilacione otvore ili aktivne sisteme hlađenja koji pomažu da se temperatura unutar kupole izjednači s vanjskom neposredno prije posmatranja.

5. Strukturna efikasnost

Sferni ili segmentni oblik kupole:

• podnosi opterećenja od vjetra i snijega iz svih pravaca ravnomjerno,
• zahtijeva manje materijala za istu čvrstoću u odnosu na ravne površine,
• ima aerodinamičan profil koji smanjuje pritisak vjetra na konstrukciju.

6. Smanjenje svjetlosnog zagađenja

Kupola blokira bočno svjetlo iz okolnih izvora (grad, ulična rasvjeta), što povećava kontrast slike i kvalitet snimaka. U urbanim uslovima (kao u Sarajevu) ovo je vrlo značajno.

7. Praktičnost i sigurnost

Unutar kupole se može instalirati:

• stalna montaža teleskopa (bez potrebe za rastavljanjem),
• kontrolna soba i skladište,
• kablovi, napajanje i klimatizacija za precizne uređaje.

Poznato je da je kupola sama po sebi strukturalno čvrsta konstrukcija. Kupola takođe štiti opremu od kondenzacije i vandalizma. Mana im je što se unutra tokom dana nakupi toplote i kad se otvori kupola ta toplota izlazi kao iz dimnjaka – zato se moraju otvoriti vrata kupole barem pola sata prije posmatranja. S tim u vezi, ventilator treba biti prisutan unutar kupole koja se zagrije budući da je metalna. Vrata kupole (otvor) ne bi trebala biti preuska, ali ni preširoka jer vrata oslabljuju strukturalnu otpornost kupole. U svakom slučaju trebaju biti šira od dva prečnika teleskopa. Takođe, kupole štite bolje od vjetra. Materijal kupole treba da je što lakši, ali ne previše lagan (sila vjetra moze biti velika i otpuhati laganu kupolu jer ona nije fiksno vezana za donju strukturu već preko kliznog mehanizma). Može se koristiti galvanizovani čelik, ali je optimalna legura aluminijuma – duraluminijum. Od komercijalnih modela kupola zastupljeni su “slit” i “allsky” modeli (slike ispod). Kod “slit modela postoji jedan prorez za teleskop i drugi dio neba se ne vidi. Zanimljivo rješenje je “allsky” model gdje se cijela kupola otvara kao cvijet i vidi se cijelo nebo (u tom slučaju treba napraviti i ogradu oko kupole radi sigurnosti). Postoji nekoliko proizvođača kupola, a Baader Planetarium (Njemačka) je jedan od reputabilnijih. Ispod su dati neki gotovi modeli koje prodaje ova kompanija.

Na ovom linku se može vidjeti dizajn komercijalnih, unaprijed gotovih, kupola (firma Baader), gdje je trenutno najveći “slit” model (sa prorezom, vratima) – model Ø 8,5 m ADVANCED SLIT DOME (slika dole). Ovaj model ima brzinu okretanja 2°/s do 15°/s, hitno vrijeme zatvranja 3 m, masu od 9 t, zahtjeva 400 V (18 kW) i unutra mogu stati teleskopi promjera do 2m. Maksimalni radijus kretanja teleskopa je 3.75 m, potreban temelj za kupolu je 8.2 m, a korisna širina vrata 2.8 m. Može podnijeti vjetar do 250 km/h, munje, led, kišu i temperature do -15° C. Odabir kupole je ključan, pa je dole, u obliku slika, prikazano više detalja oko “slit” modela kupola.

Osim “slit” modela, postoje i “allsky” kupole koje se otvaraju “kao cvijet” i vidi se kompletno nebo (slika dole).

Od ostalih proizvođača tu su:

DOME PARTS Optical (Njemačka)

ASTELCO Systems (Njemačka)

Scope Dome (Poljska)

Astroshell (Estonija)

Astroalliance (Italija)

Primaluce Lab (Italija)

Technical Inovations (SAD)

Astrohaven Enterprises (SAD)

Pier-Tech (SAD)

NexDome (Kanada)

ASTRODOMES (Australija)

Sirius Domes (Australija)

Potencijalna oprema za opservatoriju Mojmilo:

• Glavni teleskop (npr. 14″ SCT).
• Ekvatorijalna montaža (npr. EQ8-RH Pro SynScan GoTo).
• CCD/CMOS kamera visoke osjetljivosti (npr. ASI 6200 MC Pro Color).
• Solarni teleskop (npr. ST 100/714 LS100MT Ha B3400)
• Meteo stanica (npr. Vantage Vue) i all-sky kamera (npr. Starlight Xpress Oculus).
• Opcionalno oprema za radio astronomiju (antena sa nosačem i elektronskom alt-az montažom, SDR (software defined radio), pojačalo (LNA – low noise amplifier), kablovi, adapteri, softver).

Okvirni troškovi za ovu konkretnu opremu trenutno (sept., 2025.) bi bili oko 100.000 BAM. Ukoliko bi se nabavljali samo glavni teleskop (C14), montaža (EQ8) i kamera (ASI6200MC), to je oko 60.000 BAM. U početnoj fazi, ako ne bude dovoljno sredstava može se koristiti moja postojeća oprema, a ozbiljniju opremu svakako treba sukcesivno nabavljati. Treba napomenuti da je moguće naručiti i ozbiljnije instrumente (npr. CFF 600 mm f/8 Ritchey-Chretien), ako budžetska sredstva budu dozvoljavala (uz ovaj instrument treba uzeti i odgovarajuće, postolje). Napredna oprema može se poručiti i naknadno budući da dimenzije kupole trebaju biti projektovane i za veće instrumente.

Tehničke preporuke:

• Armirano-betonski izolirani pilon (nosač) za svaki teleskop – mora biti ukupan duboko u zemlju i odvojen od poda (da vibracije posjetitelja ne remete montažu kod praćenja). Oko pilona i na tlo unutar kupole staviti itison (smanjuje šansu oštećenja opreme kod pada, povoljan toplinski i zvučni efekat). Sa gornje strane pilona izvesti navoje za montažu teleskopa.
• Napajanje električnom energijom treba biti odgovarajuće i sa automatskim osiguračima da se spriječi preopterećenje.
• All-sky kamera i vremenska stanica, potrebne za planiranje posmatranja, trebaju biti na gornjem dijelu građevine.
• UPS i automatska park/secure funkcija – zaštita od kvarova i vremenskih neprilika (APC Smart UPS).
• Dobro projektovana ventilacija i minimalno unutrašnje grijanje (sa termostatom) prije noćnih posmatranja (termalni balans). Paziti na kondenzaciju vlage radi mogućeg oštećenja opreme.
• Dark-sky friendly vanjska rasvjeta za gradsku lokaciju (s tajmerima).
• Softver za daljinsko upravljanje (npr. NINA, SequenceGenerator).
• Kupola mora biti vodonepropusna, stabilna, relativno tiha pri otvaranju (odgovarajući kotači i često podmazivanje – npr. silikonski sprej) i dovoljno velika za teleskop i nekoliko posjetitelja. Kupola takođe treba imati i ventilator, a unutrašnjost kupole (po mogućnosti) premazana u mat crnu boju radi smanjenja refleksija. Treba da ima rezervni manuelni sistem za okretanje ako se elektronski pokvari. Kupola treba biti elektronski sinhronizivana sa kretanjem teleskopa (putem enkodera i softvera koji upoređuje azimut teleskopa i azimut kupole). Unutar kupole je poželjno da budu i isušivači vazduha (npr. na bazi silikonskog gela).
• Ventilacija – prirodna ili mehanička, da se temperatura izjednači s vanjskom (smanjuje turbulenciju).
• Materijali – koristiti što neutralnije (cigla, aluminij) umjesto materijala koji stvara toplinske tokove. Generalno, beton, kamen i zemlja bez trave preko dana primaju toplotu i po noći zrače u IC dijelu spektra.
• Unutrašnja rasvjeta – standardna led, uz mogućnost crvene LED rasvjete (da ne kvari adaptaciju oka).
• Utičnice trebaju biti vodonepropusne radi vlage.
• Kontrolna soba se treba grijati (zimi), a unutar kupole se ne grije.

Ključne dimenzije su:

• Kupola: 5–8 m promjer. Treba paziti jer npr. ekvatorijalna montaža ima ofset (pomjeranje) u odnosu na centar postolja, a budući da sunpr. refraktori dugi, treba veći klirens za njih, plus dodatno prostor oko njih da se moze proći okolo.
• Visina internog stuba/pilona za teleskop: betonski pilon koji ide od prizemlja neovisno od podloge, i odgovarajuće visine iznad poda unutar kupole (katadioptrijski teleskopi traže da ova visina bude minimalno 1 m, a refraktori barem 2m.
• Debljina stuba unutar kupole treba biti takva da ne smeta rotaciji teleskopa tokom rada.
• Nosivost podloge oko platforme unutar kupole: projektantski proračun do 800 kg.
• dimenzije centralne strukture trebaju biti prilagođene da u sobu može stati do 30 ljudi.

Parametri infrastrukture i sigurnosti:

• Stabilan napon 220 V + UPS za kritične sisteme (kamere, montaža, server) + rezervni agregat.
• Internet (što brži) za livestream.
• Mrežna kamera za praćenje kupole i all-sky kamera.
• Svjetlosna kontrola: standardna unutrašnja led svjetla u sobama (sa potenciometrima), a u kupoli i na terasi sa crvenom nijansom (očuvanje noćnog vida), vanjska svjetla s mogućnošću tamnog režima, tamne žaluzine u predavaonici (po mogućnosti drvene).
• Treba biti angažovan radnik na sigurnosti objekta i postavljeni alarm i video nadzor (npr. Anker EufyCam 2 Pro 3+1 kit Camera set).
• Ulazna vrata trebaju biti napravljena tako da minimizraju šanse vandala da ih mogu obiti (protuprovalna, dupla brava).
• Postaviti protivpožarnu zaštitu.
• Postaviti zaštitu od munja.

Operativa i održavanje:

• Softver – programi (Stellarium, Cartes du Ciel), kontrolni softver za teleskope (NINA, ASCOM).
• Održavanje opreme – redovno kolimiranje teleskopa, čišćenje optike, provjera elektronike.
• Redovno servisirati kupolu (mehanika, zaptivanje, elektronika).
• Kondenzacija i vlaga – dobra ventilacija + odvlaživač zraka u kupoli
• Sigurnosni protokoli – zaštita posjetitelja (laser pokazivač s ograničenjem, zaštitne ograde).
• Kadrovi: barem jedan stalni upravitelj + mreža volontera (studenti, amateri astronomi).

Dole su date slike nekih opservatorija u svijetu, kao vizuelna komparacija.

Dizajn sa planetarijumom

Ko je nekad bio u planeterijumu zna da je to fenomenalno iskustvo, puno bolje od klasičnog kina. Po izgradnji, zahvaljujući naplaćivanju karata za projekcije, planeterijum može biti samoodrživ. Generalno govoreći, kod izgradnje planetarijuma za 50 ljudi potrebno je sljedeće:

1) Geometrija i prostor

• Prečnik kupole: 10–12 m (za 50 sjedišta optimalno ~10 m, nagnuta 15–25°).
• Visina do vrha kupole: 6–8 m.
• Prateće prostorije (kontrola/projekciona soba, mali hol, skladište, toalet, tehnička soba): ukupno još 60–100 m².
• Nepropusnost zvuka (odvojenost od vanjske buke), crni interijer, “dark-adaptation” rasvjeta (crvena, prigušiva).

2) Kupola i konstrukcija

• Samostojeća aluminijska projekciona kupola (kupola izrađena od zakrivljenih aluminijskih perforiranih panela, koji sami po sebi čine i noseću konstrukciju i projekcionu površinu); ili geodezijska kupola sa projekcionom oblogom (konstrukcija sastavljena od trouglastih metalnih panela, raspoređenih u obliku sfere.).
• Noseća čelična/alu konstrukcija, ankerisanje, potkonstrukcija za zvučnike i rasvjetu.
• Protuklizna podna obloga i elementi akustičke apsorpcije na zidovima.

3) Sjedala i raspored

• 50 nagibnih kino-sjedišta (tzv. “planetarijumska”), kružno/koncentrično.
• Blago povišene platforme (tribine) radi vidnog polja.

4) Projekcija i softver

• Opcija A – jeftinija (jedan projektor, “fulldome” fisheye, 4K, laserski izvor svjetla).
• Opcija B – skuplja (više projektora, edge-blending, vrlo visoke efektivne rezolucije).
• Serverski “fulldome” sistem (kombinacija hardvera i softvera koja osigurava da se na kupoli prikazuje savršeno usklađena, imerzivna slika i zvuk), real-time planetarijumski softver (zvjezdana karta, letovi kroz svemir), licenciranje.

5) Audio i AV

• Izabrati 5.1/7.1 (5.1 = 5 zvučnika + 1 subwoofer) ili imerzivni 3D raspored sa subwooferom.
• Procesor, bežični mikrofon, mikser (uređaj koji omogućava upravljanje svim zvučnim izvorima u planetarijumu –kako bi publika čula savršeno balansiran zvuk), audio player (poseban izvor zvuka koji ide u mikser i kombinuje se s drugim signalima).
• Kontrolni pult, UPS (10–20 min autonomije) kamera za monitoring.

6) Rasvjeta i elektroinstalacije

• Prigušiva rasvjeta (crvena), signalizacija izlaza, podna orijentacija.
• Kabliranje u kanalima ispod tribina, rack ormar, klimatizovana tehnička soba.

7) Klima (HVAC) i komfor

• Klimatizacija sa tihim unutrašnjim jedinicama (nisko-šumni difuzori), akustički prigušeni kanali.
• Ventilacija prema popunjenosti (CO₂ senzor).

8) Zaštita i propisi

• Protivpožarna detekcija i gašenje (uglavnom gasno za teh. prostor), evakuaciona rasvjeta, protuklizne stepenice.
• Pristupačnost (rampa, širine vrata, toalet).

9) IT i sadržaj

• Brz internet, automatizovani backup.
• Odgovarajući repertoar (licence za filmove 20–40 min), edukativni scenariji na BHS i engleskom.

10) Operativa

• Kadar: min. 2-3 osobe (tehničar, edukator/voditelj, vođenje škole/booking).
• Program: 3–6 licenciranih filmova godišnje.
• Održavanje: filteri HVAC, kalibracija projektora (kvartalno), softver (godišnje).

Ovakav jedan planetarijum se može napraviti u sljedećoj fazi izgradnje i sigurno bio bio vrlo koristan dodatak opservatoriji. Dole su date ideje kako bi planetarijum mogao izgledati i njegova lokacija u odnosu na opservatoriju (na sjevernoj strani).

Reference

1. P. Y. Belly, Ed., The Design and Construction of Large Optical Telescopes, Springer, 2003.

2. P. Moore, Ed., Small Astronomical Observatories – Amateur and Professional Designs and Constructions, Springer, 1996.

3. J. Hicks, Building a Roll-Off Roof Observatory – A Complete Guide for Design and Construction, Springer, 2009.

4. D. Arditti, Setting-up a Small Observatory: From Concept to Construction, Springer, 2008.

5. P. A. Lightsey, J. A. Arenberg, Systems Engineering for Astronomical telescopes, SPIE, 2018.