Building a Planetary Road Sign
There must be many of them: those funny signposts that indicate the direction and the distance to places that are usually quite far away. Tokio 9597 kilometers, Kinshasa 6379 kilometers, Mahabalipuram 8106 kilometers. Wouldn’t it be nice, I thought a few weeks ago, if there was a signpost like that showing the directions and distances for the sun, the moon and the planets? Why doesn’t such a planetary road sign actually exist?
Of course I immediately knew the answer. The planets all have their orbits around the sun and the moon revolves around one of those planets: the Earth. And the Earth also revolves around its own axis. Everything is constantly on the move.
The distance to Tokio is always the same. But the celestial bodies are never in the same place and the distances are anything but constant.
Ecliptic
That does not mean that you can not build a planetary road sign, but by definition it will be a pretty complex object.
Fortunately everything moves more or less in the same plane, the ecliptic. But the angle of that plane with the earth’s surface varies in the course of a day, and in the course of a year. So the axis of the signpost must be able to move along with the ecliptic. In addition, the direction signs must all be able to rotate independently about that axis.
Distance
For those variable distances, digital displays are inevitable. The distance between Earth and Mars can be anything between 56 and 400 million kilometers. The difference can easily be half a million kilometers per day, or a few hundred kilometers per minute. As a result, the last digit changes several times per second.
Everything is possible in 3ds Max and Photoshop. A planetary signpost might look something like this:
Impression Art
When I posted this picture on Facebook, several people thought that it was real and that the planetary road sign could already be admired somewhere. I take that as a compliment; that’s what you aim for as an impression artist.
Sponsors
Unfortunately, for the time being, this signpost only exists digitally. I lack the technical knowledge, and the funds, to build a real one. The Facebook discussion however did generate some suggestions for potential sponsors: the European Space Agency, science museum Nemo or Delft University of Technology. And it would of course be a great interdisciplinary student project.
There were also ideas for a web-based version (VRML / WebGL) or a desktop model. And I got the recommendation to add an extra sign, pointing down: Terra 6378 kilometers.
So: to be continued, hopefully.
Frank, ik heb nog verder zitten denken hoe mijn complexe constructieschema vereenvoudigd kan worden zodat het dichter bij de elegantie van jouw ontwerp kan komen. Er zijn een aantal mogeljkheden.
Één ding is voor mij duidelijk – een concept met een vaste ecliptica-as kan niet werken. De ecliptica-as staat wel stil in de ruimte, maar je wilt jouw wijzer ergens op aarde neerzetten (neem ik aan) dus er kan geen vaste ecliptica -as zijn.
Een alternatief is te werken met een vaste pool-as. Die moet éénmalig ingesteld zijn om te passen bij de plek op aarde, maar kan in een vaste stand blijven staan. De wijzers draaien er omheen.
Om echt naar de planeten te wijzen zouden de pijltjes nog 23 graden naar bivennof naar beneden moeten bewegen, wat het wel complexer maakt.
Je zou er voor kunnen kiezen om dat niet te doen. Het resultaat is niet helemaal correct, maar de afwijking zou acceptabel zijn – nooit meer dan ruim 23 graden naar boven of beneden. En dat klink misschien als flink veel, maar als je het nagaat is het maar de breedte van een gespreide hand op armlengte. Bovendien houden echter wegwijzers ook geen rekening met de verticale hoek. Ik heb op Schiphol(?) vroeger wel eens een wegwijzer gezien naar internationale bestemmingen. Daar wees de wijzer voor zuid Amerika ook niet de grond in!
Weer anders wordt het als je de mast gewoon verticaal rechtop zet, niet onder de hoek van de breedtegraad. De krachten die op de constructie werken zijn dan kleiner. Ik denk dat je dan wel pijltjes moet gebruiken die ook op en neer kunnen wijzen, dus wel wat ingewikkelder. Er zit wel een risico aan, namelijk wiskundige singulariteiten. Als je de mast verticaal opstelt ten noorden van de poolcirkel, dan is er een kans dat een planeet op een gegeven moment recht boven je hoofd ((‘in het zenit’j staat. Daaromheen is een ‘verboden gebied’, de pijltjes kunnen daar gewoon niet naartoe wijzen. Bovendien moeten ze in een oogwenk van de ene naar de andere kant omklappen.
Maar ik denk dat dit niet kan gebeuren in Nederland, we zitten ver genoeg van de poolcirkel.
Ik hoop dat deze tips nuttig zijn en het project succesvol zal worden!
Beste Hans,
Dank voor al het meedenken en de suggesties. Ik ben nog steeds bezig te doorgronden hoe het nou precies zit, die vertaling van ronddraaiende bollen naar een schijnbaar plat aardoppervlak. Ik dacht dat ik met mijn bouwkunde-opleiding toch wel wat ruimtelijk inzicht had, maar dit is echt inbrekend. Ik wil een modelletje gaan maken van de wijzer en dat op een oude globe zetten die ik op mijn werktafel heb staan, waarbij dus het tafelblad het vlak van de ecliptica is (of eigenlijk een vlak daar vlak onder) Enfin, ik denk dat het een kwestie is van tijd is tot het inzicht komt. Ik kom er op terug.