sp600g

Spectro600g

Construction d’un spectrographe de poids réduit, pour débuter en spectrographie.

C’est sans doute, parce qu’on m’a gentiment prêté un monochromateur Perkin-Elmer de plus de 70 kg, pour faire de l’astronomie, que je me suis aperçu d’un détail important : un spectrographe est un objet lourd !
                    La première idée pour combattre le poids, consiste à placer simplement un réseau dans le faisceau convergent du télescope, un spectro « zéro verroterie » pèse 80 g, mais provoque des aberrations qui limitent les performances. (les réseaux adorent tous, fonctionner en faisceaux parallèles)
                    Pour un amateur, en plus de l’optique jugée complexe, la mécanique d’un spectro semble délicate à effectuer, par manque d’outillage performant. Le tour et la fraiseuse sont, à exclure !
Nous allons donc envisager de construire un spectro léger et simple, sans pour autant sacrifier trop l’optique.
                  Le but est de pouvoir acheter un maximum de composants dans le commerce et d’effectuer un minimum de mécanique. Nous utilisons une optique collimatrice (un oculaire + un réducteur de focale 6,3 ), le réseau ( 100 à 600 traits), un objectif de reprise (objectif photo : 50 mm N=1,8) Il faut ajouter à cet objectif, un porte-filtre Cokin et son pare-soleil carré.
                 Nous gardons sur le télescope, le renvoi coudé et un oculaire Plöss de 40mm. Une fois la mise au point faite, le faisceau de lumière, sort parallèle.
                 Un montage facile, en tôle pliée, comporte une petite fourche. Il maintient le bloc réseau, objectif et caméra au-dessus de la sortie oculaire. 2 trous de 3 mm dans le pare-soleil en plastique créent l’axe d’inclinaison du montage. Un réseau en transmission sous cache diapo est placé ou collé à la place du filtre. Le spectro en état de marche n’ajoute que 600 grammes au poids du télescope, (Webcam comprise)
La partie métal ajoutée ne pèse que 200 grammes.   Le montage passe parfaitement dans la fourche d’un S-Cassegrain, Le modèle le plus utilisé chez les amateurs.

Le «Spectro600g» étant basé sur le porte filtre de marque Cokin et une barrette-photo, tout le matériel s’achète chez votre photographe. Les réseaux en transmission sont en vente chez Cokin, (filtre n°40) ou cher Jeulin.
Chez Jeulin les réseaux sont «blazés» et ont de meilleures performances.
L’intervention «bricolage» de l’utilisateur consiste à percer et à plier à angle droit une tôle d’acier 100 * 150 mm, épaisseur 2mm, au niveau des pointillés.
2 petites pattes ( 20 mm * 100mm), percées de 3 trous de 3 mm sont également à rabattre, pour former la fourche qui maintient le pare-soleil.
Voilà le plan du montage « minimum bricolage » :

Le montage ne tenant que par une vis au pas Kodak il est sage de maintenir à l’arrière de la plaque de métal, une gomme, un bouchon ou une cale pour bloquer l’assemblage contre le télescope et tuer les vibrations éventuelles.
             La tôle est percée avant le pliage, puis elle est peinte pour éviter les dégâts de l’humidité. Une réalisation en inox est plus propre qu’avec de la tôle ordinaire. Si vous utilisez de la tôle d’inox prenez des précautions pour faire les trous, l’inox est dur à percer et les copeaux sont très dangereux pour les mains.
           Suivant les attache-photos des télescopes les dimensions peuvent énormément varier. Il est souhaitable que le réseau soit à un ou 2 cm au-dessus de l’oculaire collimateur. Modifiez les cotes, pour correspondre à la taille de votre télescope.
Après une rotation de 90° l’oculaire permet de recentrer à l’œil, l’étoile dans on souhaite obtenir le spectre.
Pour que les performances optiques du spectro, soit meilleures, bonne couverture du réseau, il faudrait un oculaire de 60 ou 70 mm. Nous n’en trouvons pas facilement au coulant 31,75. il faut donc prendre l’oculaire à la focale la plus grande possible du commerce, (environ 40 mm) et ajouter un réducteur de focale.
Un filtre orangé ou rouge peut être installé dans le porte filtre Cokin ( filtre pour la photo) ou vissé sur l’oculaire.

Schéma optique simplifié du montage, (en bleu, les optiques, en vert le réseau, en noir le capteur de la caméra) :

Ce spectro peut être adapté à toutes les Webcams en modifiant un bouchon arrière d’objectif et encore plus simplement à la caméra Audine en choisissant un objectif photo au pas de vis, 42mm.

Perfectionnements ?

                      Si le poids n’est pas le seul critère de choix on peut espérer, améliorer les performances de base. Dans le montage présenté, la caméra est maintenue par une languette d’aluminium en forme de sigma majuscule, que l’on tord plus ou moins, en l’écrasant avec les doigts. Un montage avec une vis de réglage de l’inclinaison, permet plus confortablement de balayer ou de recentrer, le spectre obtenu. Cette modification permet aussi de retrouver " l’ordre 1"
Cette pièce de maintient oblige le spectre à s’étaler suivant la largeur du capteur. Une réalisation à peine plus complexe (petite équerre, plus une vis), autorise le déploiement du spectre sur la longueur du capteur.
                       Si la plaque métallique support de base, comporte un plan incliné à 45° (comme sur la photo), on peut placer la barrette-photo également à 45°. Il suffit de faire un 2 ème trou de 6 mm dans ce plan pour avoir cette inclinaison de la barrette. Cette modification est indispensable avec l’utilisation d’un réseau de plus de 400 traits. Un réseau 600 trs, plaque la caméra sur la barrette, restée droite.
                      Si le pliage vous paraît un art difficile, utilisez de la cornière d’alu de 20*20 mm et des vis de 3mm ( la fourche en aluminium épaisseur 3 mm, du « spectro » de la photo, a été ainsi construite, pour une meilleure rigidité ) Vous pouvez panacher bois mince et cornière alu. C’est certainement le montage qui demande le moins d’outillage et de compétences mécaniques. Il suffit d’une scie et d’une perceuse pour tout réaliser.
                       Si vous voulez augmenter la dispersion du seul réseau, que vous avez acheté, montez un doubleur de focale derrière l’objectif. Attention la luminosité baisse, le poids et l’encombrement augmentent.
                       Si votre caméra ne permet pas d’avoir une heure de pose, vous pouvez installer un appareil photo à la place de celle-ci, le montage est presque fait pour lui. Dans ce cas le poids s’envole !
                       Si……………….. On peut modifier ce «Spectro600g» à l’infini !
Mais si, ni le poids, ni la mécanique ne vous inquiète, choisissez plutôt le « Barèges » Les performances de ce spectro presque professionnel, sont sans commune mesure avec le petit montage présenté !

En exemple:    voilà le spectre d’une étoile très lumineuse Aldebaran, réalisé avec ce petit spectro, un réseau Jeulin 100 trs et une Webcam Vesta Pro.

Le spectre brut à été agrandi suivant la hauteur de l’image.

Bonne réalisation !