AURORA - a kinetic sculpture of orchestrated heliostats
Aurora
a kinetic sculpture of orchestrated heliostats
EIN HELIOSTAT IST EIN SONNENFOLGER,
oder »ein Apparat mit einem Spiegel, der das Sonnenlicht unabhängig von der Änderung der
Sonnenposition am Himmel immer auf den gleichen, ortsfesten Punkt reflektiert.« (Quelle: Wikipedia)
In der einfachsten Form geht die Idee auf das 17.Jahrhundert zurück. Heute werden Heliostaten in großer
Zahl zur Energiegewinnung aufgestellt. Ihre Spiegelfläche wird weiter in Facetten unterteilt, die das Licht noch besser bündeln. Die Maximierung der Effizienz bei Herstellung und Betrieb ist erschöpfend
wissenschaftlich erforscht und beschrieben.
Daneben gibt es eine Reihe von Versuchen, Heliostaten im urbanen Raum einzusetzen, um das
Sonnenlicht länger ausbeuten zu können und so die thermische Bilanz von Gebäuden zu optimieren
oder Beleuchtungskosten zu sparen.
IDEE DER DYNAMISCHEN ZIELE
Was hingegen scheinbar nirgends durchgespielt wurde, sind Möglichkeiten, diese Technologie
künstlerisch einzusetzen. Was bedeutet es für das gesamte Ensemble aus Gesellschaft, Sonne,
Heliostatenfeld und Zielraum, wenn seine Facetten nicht nur einzeln ansteuerbar sind, sondern auch ihre
Ziele dynamisch programmierbar werden?
Angeregt von einer konkreten geografischen Situation machte ich mir vor einigen Jahren einige Skizzen
zu einem solchen Heliostatenfeld.
In der Diskussion über diese Skizzen im Kontext der Stadtentwicklung hat sich gezeigt, dass dieses Konzept
Für die moderne urbane Architektur einen sehr konkreten Nutzen verspricht. Mit der Verfügung über mehr
direktes Sonnenlicht steigen die Möglichkeiten bei der Planung eines Quartiers.
Aurora ist hier nur ein Beispiel, mit Ortsbezug auf eine gleichnamige Mühle in Köln am Rhein.
NATUR UND KULTUR IM ANTHROPOZÄN
Die Artefakte der menschlichen Zivilisation finden inzwischen flächendeckend Niederschlag auf unserem
Heimatplaneten, und die Wissenschaft ist zunehmend einig, das laufende Erdzeitalter nach uns zu
benennen: Spätestens mit der Nutzung der Atomkraft sei das Anthropozän angebrochen.
Wie der Geobiologe Reinhold Leinfelder jüngst unterstreicht, ist es längst an der Zeit, die strenge
Trennung von Natur und Kultur zu überwinden. Insgesamt sucht der Mensch bereits den Ausgang
aus der maximalen Ausbeutung der Ressourcen und verhandelt Strategien der Nachhaltigkeit.
Genius Loci
HISTORISCHE CHANCE IM DEUTZER HAFEN
In den nächsten Jahren wird in Köln nach dem Südhafen auch der Deutzer Hafen als Quartier neu entwickelt.
Die Stadt Köln hat die u.a. die Ellmühle erworben, um sie als Landmark zu erhalten.
Mit einem Heliostatenfeld an der Fassade der Ellmühle würde diese Kölner Ikone der Industriellen
Revolution bereits für sich genommen mit einer sehr positiven Signalwirkung in das neue Erdzeitalter
eingehen.
Geografie
Die Ellmühle befindet sich rechtsrheinisch am Becken des Deutzer Hafens. Ihre Westfront ist 32° gegen
die Nord-Südachse geneigt, doppelt so stark wie die ihr gegenüberliegende Front des Südhafens.
Während die rheinzugewandten Fassaden dort deshalb bereits ab 11Uhr im Schatten liegen, blicken
deren Bewohner bis in die Abendstunden auf das von der Sonne beschienene Aurora-Logo auf der
Ellmühle.
Damit sind ideale Voraussetzungen erfüllt, um die Morgensonne für die linksrheinische Seite in den
Nachmittag zu verlängern: Ein Heliostatenfeld in der Originalform der Aurora-Sonne, direkt an der
historischen Stelle in der Fassade angebracht, bringt eine signifikante Aufwertung des Quartiers.
Für die Ausrichtung der Spiegel sind verschiedene Modi denkbar:
Die einzelnen Facetten des Feldes können zur Gänze auf ein oder in Gruppen auf mehrere einzelne
Ziele im Südhafen gerichtet sein, etwa Balkone und Konferenzräume. Eine interaktive Anbindung der
Steuerung, etwa an eine App, ist hier gut denkbar.
Zu bestimmten Zeiten oder für besondere Anlässe könnte ein Ballett der Spiegelungen entlang der
Promenade programmiert werden. Die Facetten würden dazu einzeln angesteuert und ihr jeweiliger
Zielpunkt nicht aus einer fixen Liste gewählt sondern flüssig animiert.
Aus der Subjektiven würde ein solches Ballett zu einem Ballett der Spiegel selbst, die jeweils
nacheinander reflektieren und so eine Komposition innerhalb der Sonnenform darbieten.
Personal:
Zum Auf- und Abbau sind zwei erfahrene Teamleute dabei.
Für die Montage werden je nach Lokation einige weitere Helfer benötigt.
Sicherheit:
Aurora verfügt über eine fernsteuerbare Windschaltung, mit der jederzeit alle Spiegel sofort aus dem Wind gedreht werden.
Die Überlagerung des Sonnenlichtes entspricht nicht einer optischen Fokussierung; es entsteht also kein Brennpunkt im optischen Sinne. Es wird lediglich Licht übereinandergelagert. Die entstehenden maximalen Leistungen sind erwiesen unbedenklich.
Eine gewerbliche Haft- und Unfallversicherung während Aufbau, Betrieb und Abbau von AURORA besteht bei der DeBeKa Versicherung.
Beleuchtung:
Primäre Lichtquelle ist die Sonne. AURORA steht am Besten im Norden des Geschehens, weit genug oben, um abends noch Sonnenlicht in die Zielflächen lenken zu können.
Mit diesen Strahlern haben wir nachts die besten Erfahrungen gemacht:
iFORTE® LTX WB
Vari-Lite VL3600 PROFILE IP
Steuerung:
Die Steuereinheit misst 30cm×20cm×15cm und wird direkt hinter der Skulptur befestigt. Dort läuft auch ein eigener WLAN Access Point.
Die Ansteuerung erfolgt über geeeignete OSC-Applikationen.
Transport:
Der Rahmen findet in zwei Transportkisten auf einer Palette Platz.
Zwei Spiegeltruhen, Werkzeug und Montagematerial kommen auf Rollwagen.
Das Transportgewicht beträgt etwa 180kg.
Ein erster Prototyp der Skulptur wurde auf dem Chaos Communication Camp im Ziegeleipark Mildenberg gebaut.
Am zentralen Aussichtspunkt befestigt, konnte damit die wesentliche Funktion erlebbar gemacht werden.
Der Prototyp
Hardware
AURORA besteht aus 40 Spiegelelementen, die an einem Aluminiumrahmen aus Strangprofilen befestigt sind.
Jeder der Spiegel wird längs und quer geneigt, insgesamt von 80 Servomotoren.
Mithilfe von Gleitlagern der Firma igus ist die Mechanik weitgehend wartungsfrei.
Dank angepasster Kugelzapfen aus Edelstahl sind Neigungsspannen von ±40° möglich.
Damit wird ein Reflektionskegel von 160° erreicht. Damit sich die Elemente nicht zu sehr gegenseitig verschatten,
kann die gesamte Rahmen um 90° um die vertikale Befestigung gedreht werden.
Controller
Zentraler Steuerrechner ist ein Raspberry Pi 4 mit RaspberryOS.
Die Motoren werden von vier Pololu MiniMaestro 24-Kanal Servomotortreibern angesteuert.
Software
Zwei Python-scripte empfangen Steuerdaten per WiFi, rendern die Animationen und besorgen die Kommunikation mit den Motortreibern.
Der aktuelle Sonnenstand wird mithilfe von suncalc ermittelt.
Open Sound Control
Zur Kommunikation mit Steuergeräten kommt das Open Sound Control vom MIT zum Einsatz.
Die Programmierschnittstelle verwaltet mehrere Abonnenten und stellt verschiedene Abstraktionelevel bereit.
Web interface
Die webbasierte Steuerung ist mithilfe von three.js realisiert.
1976 geboren in Würzburg
1998-2002 Studium der elektronischen Komposition am ICEM der Folkwang-Hochschule Essen, bei Ludger Brümmer, Dirk Reith und Nikolaus A. Huber
Seit 2002 selbständiger visual artist in Köln
2010 Entwicklung des Kreativquartiers kitev – Kultur im Turm e.V. in Oberhausen
Seit 2013 Videoprojektionen für Tanz
Seit 2014 Zusammenarbeit mit Fotograf Alessandro De Matteis und Bildhauer Philipp Dreber als Kalypso
Seit 2015 eigenes Atelier im Quartier am Hafen in Köln
2015 Preisträger des BLOOOM Award der ArtFair, Köln
2017 Ausstellung im nationalen Daegu Art Museum, Südkorea
2018 und 2019 chaoskop, Interaktive visual mappings auf dem Chaos Communication Congress
Seit 2019 Aurora - a kinetic sculpture of orchestrated heliostats
Jan Anlauff
Jan Brunnert
Matthias Fröhlich
Jonathan Nikolaus
Nicolas Rode
Aurora is an evolving project and so is it's team. Get in touch
with us before the sun goes down.
Aurora Simulator
Im Hintergrund sieht man die Vorschau einer interaktiven Simulation von AURORA.
Mit der Schaltfläche unten gelangt ihr auf die reale Skulptur und könnt dort mit den tatsächlichen Motoren interagieren.
Wir benutzen den Simulator, um den Prototypen zu kalibrieren, Ziele im 3D-Raum einzuprogrammieren und vor allem, um Animationen zu erstellen und vorab anzusehen.
Außerdem ist dieser digitale Zwilling hervorragend geeignet, um:
den Sonnenstand und die entsprechenden Spiegelstellungen für andere Orte und Zeiten zu simulieren
tolle Lichtballets zu kreieren
Musik-synchrone Lichtshows für künstliche Lichtquellen programmieren
Hey, who wants some fun tonight?
Ihr könnt gerne das Projekt AURORA auf Patreon unterstützen.
Für finanzielle Unterstützung sind wir extrem dankbar. Bitte benutzt dazu das SEPA-Konto von
Michael Baumann
GLS Bank Bochum
IBAN DE89430609674039920400
Wie ihr euch vorstellen könnt, helfen uns wiederkehrende Zahlungen am allerbesten, um die Weiterentwicklung planen zu können.
Wenn es euch die Mittel erlauben, erwägt auch einen Dauerauftrag.
Ein erster Prototyp der Skulptur wurde auf dem Chaos Communication Camp im Ziegeleipark Mildenberg gebaut.
Am zentralen Aussichtspunkt befestigt, konnte damit die wesentliche Funktion erlebbar gemacht werden.
