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Réflexions sur la photographie astronomique à haute résolution par Jean Dragesco La précision de l'entraînement (III) La stabilité une fois maîtrisée, une autre grande difficulté attend l'amateur de haute résolution : l'entraînement horaire de la grande majorité des télescopes amateur manque totalement de précision. Pour s'en assurer il suffit d'observer une planète à l'aide d'un puissant oculaire réticulé (grossissement 200 à 300x). Turbulence mise à part, on s'apercevra que dans la majorité des cas la planète se déplacera par rapport à la croisée du réticule (même durant les 1 à 3 secondes nécessaires à la prise de vue). Suivant le cas, on observera soit un filé continu (vitesse légèrement inadéquate), soit un mouvement périodique, soit en fin un mouvement erratique. Si l'image de la planète se déplace durant une seconde de plus d'une seconde d'arc, il est inutile de tenter la photographie à haute résolution. La grande majorité des dispositifs d'entraînement des télescopes du commerce sont insuffisants de ce point de vue; les roues tangentes sont toujours trop petites, seuls Astro-Physics, Astronomical Equipment, Byers, Lichtenknecker Optics, Losmandy, Pentax, Takahashi et quelques autres se distinguent par des montures aux dimensions acceptables.
(TL)Jean Dragesco lui-même, tout en bénéficiant à Cotonou (Rép.du Bénin) de très bonnes images, est dans l'impossibilité de dépasser une résolution photographique d'environ 2" avec un Celestron 8, à cause de l'imprécision de l'entraînement. Aujourd'hui Celestron a changé de stratégie et propose d'emblée pour les amateurs d'astrophotographie des montures Byers ou Losmandy sur tous ses modèles Schmidt-Cassegrain. Finalement, dans ce domaine il semble que les meilleurs résultats soient obtenus par des amateurs qui construisent eux-mêmes leur instrument : soit la route tangente a été fournie par Byers Corp. qui effectue le travail de précision, soit grâce à un secteur lisse tiré de grand rayon (cf.Texereau), soit en utilisant une route tangente d'un diamètre important (de préférence plus grande que celui du miroir principal). C'est la principale raison qui a poussé M.Marivoet (B), mécanicien de précision de profession à tout simplement remplacé l'entraînement horaire de son Celestron 8 par un axe de 50 mm en acier inoxydable plein, ce qui représente déjà une grosse partie du poids de la table équatoriale et le munir d'une roue dentée calibrée au standard commercial de 288 dents fixée sur un roulement à billes auto-lubrifiant. On ne pourrait espérer une meilleure stabilité (TL).
Nous insistons quelque peu sur ce problème de l'entraînement car il est primordial. Même en admettant que l'ensemble mécanique soit bien conçu, un réglage particulier s'impose pour la photographie à haute résolution : il faut ajuster la vitesse en fonction de l'astre envisagé (Lune, planète, étoiles) en s'aidant d'un oculaire réticulé, d'une sonde optoélectronique ou d'une caméra CCD. Cet ajustage s'obtient par voie mécanique (en rectifiant le suivi manuellement) ou le plus souvent électrique (en équipant la monture de moteurs à courant continu), sinon électronique (moteurs pas-à-pas ou moteurs synchrones) assistés ou non par ordinateur (contrôleur intégré à une caméra CCD ou externe). Pour la Lune, il convient également de corriger le mouvement en déclinaison dès que la pose dépasse 2 à 3 secondes (pour les éclipses lunaires notamment, les occultations, etc). (TL)Depuis les années '80 la plupart des revendeurs proposent des systèmes d'entraînements électroniques assurant un pointage automatique sur n'importe quel objet du ciel (certains incorporent même les satellites artificiels). La plupart de ces systèmes font appel à des encodeurs optiques dont la précision de pointage est voisine de 5' d'arc, le suivi lui-même étant tributaire de l'alignement de la monture et des erreurs périodiques des roues dentées. Le guidage par caméra CCD est le système le plus élaboré et demeure le plus fiable. Pour en revenir au télescope trapu, en regard de la longueur des axes nécessaires à la monture allemande classique qui atteignent des dimensions démesurées, l'axe nécessaire à une monture à fourche est très court, quelque 15 cm de longueur mais il pourra seul assuré un contrôle précis du maintien du télescope durant de longues expositions. Il n'est pas nécessaire d'évider les bras de la fourche, cela dépend de leur composition (aluminium, bois, acier, etc) et du style de profil utilisé (angle droits, etc). (TL) Les systèmes d'entraînements automatiques sont capables de piloter tant des montures altazimutales (qui ne requièrent pas d'alignement polaire mais seulement deux étoiles de référence) que des montures équatoriales. Le premier système, que l'on propose principalement avec les télescopes catadioptriques (Celestron Ultima 2000, NexStar, Meade LX 200, etc) ou les Dobsoniens est similaire à la monture azimutale mais il est asservi électroniquement. Il est très simple à mettre oeuvre et vous pouvez observer le ciel profond quelques minutes après son installation, raison pour laquelle de nombreux amateurs l'on adopté. Il n'en n'est pas de même pour la monture équatoriale si vous devez la transporter sur un nouveau site d'observation. Si une mise en station équatoriale peut s'effectuer en moins de cinq minutes, un réglage précis pour la haute-résolution peut durer plus d'une demi-heure. Le dérotateur de champ (field de-rotater) (TL) Si le système altazimutal convient bien à l'observateur occasionnel faisant peu de photographie, il a cependant ses limites. En cours de poursuite par exemple le champ d'observation tourne sur lui-même malgré le fait que l'objet soit centré dans l'oculaire. Le système de guidage s'affole également lorsqu'il doit opérer près du zénith car l'ordinateur intégré doit effectuer des divisions avec des nombres devenant de plus en plus petits. Etant donné que les encodeurs ont une résolution finie, il peut arriver que l'ordinateur de bord saute de quelques minutes d'arc quand il doit se décider où aller sur base de ses calculs fluctuants. La solution consiste à utiliser un dérotateur de champ ou "field de-rotater" mais cet accessoire présente certains inconvénients. En substituant les fonctions d'une table équatoriale, il permet de corriger l'effet de rotation sur une monture altazimutale. S'il assure bien son travail quand il s'agit d'observer ou de photographier un astre à travers l'objectif du télescope, il ne convient pas pour la photographie dite en parallèle, "piggyback", lorsque l'appareil photographique est fixé en parallèle sur le tube du télescope.
De plus il est déconseillé d'utiliser le dérotateur de champ avec de petits instruments portables (inférieurs à 300 mm d'ouverture) car vous devez compenser non plus les erreurs sur deux mais sur trois axes de façon très précise. Autre inconvénient, un dérotateur de champ est encombrant. Le monter sur un télescope de moins de 300 mm d'ouverture que l'on dédie à la haute résolution serait inconsidéré. Il faut en effet penser qu'il sera en même temps rattaché à un système de guidage hors-axe ou une caméra CCD, l'ensemble du système étant probablement supporté par un trépied. Non seulement le système de fixation doit être efficace sans générer la moindre flexion, mais il risque d'y avoir un problème d'espace au niveau du tirage oculaire tandis que le poids de l'ensemble provoquera un décalage du centre de gravité de toute votre installation. Cette solution précaire ne convient guère à une petite installation. Tout votre système manquant donc de fiabilité, même équipé d'une optique irréprochable ne comptez pas dessus pour obtenir de bons résultats en haute résolution. Cela dit il y a des situations dans lesquelles un dérotateur de champ est très utile, mais si vous n'en avez pas spécialement besoin, je vous suggère d'adopter la monture équatoriale. Ce type d'accessoire convient toutefois à des télescopes Schmidt-Cassegrain altazimutaux robustes tel le Meade 16 de 400 mm. Des amateurs ont déjà réalisé avec succès des poses d'une heure au foyer primaire. Mais très peu d'entre nous peuvent s'équiper de la sorte et même transporter ce genre de "monstre" plutôt dédié aux universités et aux clubs. L'avantage de la monture équatoriale est donc évident et tous les arguments sont en sa faveur dès que l'on discute de haute résolution. On peut également dire que la table équatoriale ne tombe jamais en panne, même si la batterie s'épuise ou s'il y a un court-circuit. Enfin un autre argument est le prix. En Europe le dérotateur de champ coûte environ 700 € de plus qu'une monture équatoriale...
L'optique Les trois facteurs que nous venons de passer en revue, la turbulence, le choix de la monture et la précision de l'entraînement jouent un rôle primordial dans l'obtention d'un cliché à haute résolution. La qualité optique du télescope utilisé joue un rôle plus effacé. L'idéal à atteindre reste bien entendu une optique irréprochable et des paramètres spécialement adaptés à ce type de travail : miroir principal parfait, en verre de faible coefficient de dilatation, obturation centrale aussi faible que possible, longue distance focale, ensemble des miroirs testés sur le ciel (foucaultgramme obtenu avec un long temps de pose afin de diminuer ou annuler l'effet de la turbulence atmosphérique) ou lunette apochromatique de longue focale...
A choisir entre une lunette et un télescope, la discussion risque de nous entraîner dans un débat sans fin. Toutefois la lunette apochromatique de longue focale (supérieure à f/8 au regard de la difficulté à construire des lentilles de plus forte courbure) se démarque par ses performances. En effet, sur le plan optique de nombreux arguments plaident en sa faveur. |
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