Im Zentrum des Sternensaals ist die "Himmelsmaschine" Zeiss Universarium 9 installiert. Damit verfügt das Planetarium Hamburg über das weltweit führende analoge Projektionssystem für eine täuschend echte Darstellung des gestirnten Himmels.
Im Unterschied zum hantelförmigen Vorgängerinstrument "Zeiss Modell 6" folgt dieses moderne Projektionsgerät dem "Starball-Konzept". Die vormals getrennten Halbkugeln zur Projektion des nördlichen- bzw. südlichen Sternenhimmels sind nun zusammengefügt zu einer zentralen Kugel - dem so genannten "starball".
Die "Wandelsterne" Sonne, Mond und Planeten, sind somit nicht mehr wie ehemals als zahnradgetriebene "Planetenkäfige" zwischen den Halbkugeln der Sternprojektion installiert, sondern separat davon (südlich des "Starballs") als einzelne Projektoren in Form eines "Planeten-Arrays" aufgestellt. Beides wird gemeinsam nach astronomischen Algorithmen über Computer synchron gesteuert.
Durch die "Befreiung der Planeten" von der Zahnradkoppelung kann diese neue Anordnung "Raumflüge" bis weit über den erdnahen Bereich hinaus in das äußere Sonnensystem simulieren und nahezu instantane Zeitsprünge von mehreren Jahrhunderten oder sogar Jahrtausenden. Erstmals sind damit in rascher Folge historisch bedeutende Himmelsereignisse darstellbar - etwa die Deutung des "Sterns von Bethlehem" als Begegnung von Planeten - und mit einem Blick in den aktuellen Himmel kombinierbar.
Gegenüber dem ersten Zeiss Universarium 9 in New York wurde den Wünschen aus Hamburg folgend das neue Gerät in mehreren Punkten verbessert: So konnte die Wiedergabe der unterschiedlichen Sternhelligkeiten noch naturgetreuer gestaltet werden. Die dabei gewählten Abweichungen vom sog. "Pogson-Gesetz" sind danach von anderen Planetarien (u.a. Stuttgart und Mannheim) für ihre Zeiss-Projektoren übernommen worden. Auch bei der Darstellung extragalaktischer Objekte und der Ausstattung der Planetenprojektoren mit neuesten Bildinhalten hebt sich das Hamburger Zeiss-Universarium 9 von allen anderen Himmelsmaschinen dieses Typs ab.
Um eine Abschattung anderer Projektionen zu vermeiden und zur Minimierung des Sichthindernisses für die Besucher ist der Starball samt Planeten-Array bei diesem speziell für Hamburg konzipierten Universarium 9 um etwa anderthalb Meter tiefer gelegt worden.
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