Par contre il existe peut être une dizaine de types différents de télescopes, pour citer parmi les modèles les plus connus le télescope de Newton, le Schmidt-Cassegrain, le Maksutov-Cassegrain,  le Dobson, le Ritchey-Chrétien, le Simak, le Newlon, le Kutter, la chambre de Schmidt (hypergraphe), etc. Pour rappel le catadioptrique est une optique Schmidt-Cassegrain hybride conçue pour réduire l’encombrant du tube optique et améliorer la correction des aberrations. Nous y reviendrons.  

Les trois grandes familles d'instruments astronomiques : de gauche à droite, la lunette astronomique (réfracteur),  le télescope de Newton (réflecteur) et le télescope Schmidt-Cassegrain (catadioptrique). Cliquer sur les images pour les agrandir.

Tous ces instruments ont été concus dans le même but : capturer le plus possible de lumière pour la focaliser en un point aussi petit que possible où l’image sera agrandie et examinée au moyen d’un oculaire plus ou moins puissant. La différence entre ces modèles est la manière d’y parvenir.  

A consulter : Nos outils pour sonder l'univers

Tout se fonde en effet sur les propriétés de l’optique, sur le fait qu’un objectif constitué d'une lentille ou d'un miroir entraîne certaines aberrations qui ne peuvent être supprimées qu’en interposant un second, voire un troisième élément dans le trajet lumineux, une lentille à indice de réfraction différent, un miroir secondaire ou un système optique complémentaire qui viendra annuler certaines aberrations résiduelles afin que l’image résultante offre toutes les caractéristiques d’une image exempte d’aberrations ou plutôt une image dont les aberrations sont confinées sous la limite de diffraction de l’instrument. En d’autres termes les aberrations sont toujours présentent mais elles sont réduites et circonscrites au diamètre des étoiles telles qu’elles figurent au foyer jaune-vert de l’instrument.

Pour atteindre cet objectif, les maîtres-opticiens ont des secrets de fabrications. Ils utilisent par exemple des verres spéciaux et des revêtements ad hoc qui expliquent pourquoi certains instruments présentent un prix parfois cinq fois supérieurs aux modèles de la concurrence. Ainsi que nous l’avons déjà dit ailleurs à propos des oculaires ou des aberrations optiques, la qualité est une vertu qui se mérite et qui a donc un prix.  

Ainsi que je l'ai expliqué à propos des erreurs à ne pas commettre en achetant un télescope, le choix d'un instrument spécifique, adapté à votre activité devrait vous retenir plusieurs mois. Votre choix dépend avant tout de votre budget, du temps que vous souhaitez consacrer à l’astronomie mais aussi de considérations concernant la commodité d’utilisation et les performances techniques de l’instrument. Parmi les premiers critères citons le poids, l’encombrement, la portabilité, l’ergonomie, la finition, la qualité, … Evaluer les performances techniques concerne la qualité optique, la conception de la monture, la précision mécanique du guidage, l’informatique embarquée, l’électronique, les rouages, etc, sans oublier la qualité de l’ensemble et les services offerts par le constructeur.

Bien souvent et au bout de quelques années, l’amateur dispose de deux voire de plusieurs télescopes. A mesure que vous pratiquez l’astronomie, vous allez envisager d’observer certains types d’objets plutôt que d’autres ou vous allez préférer certains sites d’observation plutôt que d’autres. Au fil du temps vous allez vous rendre compte que soit le petit instrument soit le plus gros est inadapté, trop peu puissant, encombrant ou trop lourd et qu’il aurait été plus utile de prendre l’autre télescope. Aussi avant de vous décider pour un modèle ou un diamètre précis, réfléchissez à deux fois et essayez de vous projeter dans l’avenir pour déterminer vos besoins futurs ou l’intérêt que vous portez à l’observation du ciel.

Peu d’amateurs construisent eux-mêmes leur instrument. La raison vient du fait qu’à l’heure actuelle un amateur peut acquérir pour un prix relativement modeste, disons 3000 €, un télescope dobsonien de 400 mm en kit et le monter en quelques dizaines de minutes. Il peut aussi acheter des pièces détachées et construire un newtonien équivalent s’il est bon bricoleur, doublé d’un mécanicien et d’un électronicien. Mais cela devient rare devant l’abondance des modèles commercialisés.

Voyons donc à présent les différents types de télescopes, leurs avantages et leurs inconvénients.

La lunette astronomique

La lunette astronomique est un réfracteur constitué d’un tube contenant à l'une extrémité un objectif constitué de lentilles et de l'autre un système oculaire. La lumière traverse ce tube optique sans aucune déviation et en ligne droite. Comme toute optique aucune impureté n'est donc tolérée dans le verre car la lumière doit passer à travers lui. C'est ici que joue la concurrence car tous constructeurs fixent le niveau du contrôle qualité de leur matériel à seuil plus ou moins élevé.

C'est ainsi que les lunettes astronomiques sont divisées en deux grandes familles, selon l'objectif utilisé : 

- la lunette achromatique : l'objectif est constitué d'un doublet de lentilles non corrigé pour l'aberration chromatique (dit spectre secondaire)

- la lunette apochromatique : l'objectif est constitué d'un doublet, un triplet ou d'un groupe de lentilles plus complexe corrigé pour l'aberration chromatique jusqu'à la limite de diffraction.

Citons pour mémoire la lunette "semi-apochromatique" qui n'est qu'un terme marketing pour signifier qu'il s'agit d'une lunette mieux corrigée qu'une conception achromatique standard mais qui conserve malgré tout une aberration chromatique résiduelle.

A lire : Des lunettes astronomiques à moins de 100 € (sur le blog)

Ci-dessus une lunette Orion similaire à celle proposée par Meade (150 €), une Paralux Explorer II de 90 mm f/10 (476 €), une Kepler ou Konus de 120 mm f/8 (960 €), une Sky-Watcher ou Synta de 150 mm f/10 (2000 €). Ci-dessous cinq modèles apochromatiques : une Tele-Vue de 102 mm f/8.6 à 2 éléments (~3000 €), une Vixen de 130 mm f/6.6 trois lentilles ED (~6000 €), une Takahashi FSQ de 106 mm f4.2 à 4 éléments dont 2 en fluorite (~12000 €), une Pentax de 125 mm f/6.4 traitée SMC et une Astro-Physics EDF de 155 mm f/7 Starfire équipée d'un correcteur de champ (~10000 €). Pour les modèles hauts de gamme attendez-vous à être inscrits sur une liste d'attente qui peut atteindre 18 mois. Dans l'intervalle les prix peuvent avoir augmenté de 30 à 50% !

Avantages

- Simplicité de la conception optique (invention de Kepler et Galilée modifiée par Fraunhofer et Steinhell)

- Facile à utiliser. L’astre est dans l’axe du tube optique.

- Le tube est fermé et nécessite peu ou pas d’entretien. Le tube optique est scellé ce qui réduit les courants d'air tout en améliorant la qualité des images et en protègeant le système optique.

- L’objectif ne nécessite aucun réglage car il est fixé et aligné de manière permanente dans son barrilet.

- Contraste élevé de l’image. N’ayant pas d’obstruction centrale l’image est beaucoup plus contrastée et offre un bien meilleur piqué que celle d’un télescope disposant d’un miroir secondaire dans le trajet des rayons lumineux. Toute la luminosité du sujet se concentre dans le disque central de diffraction (disque d'Airy).

- Excellente correction du spectre secondaire dans les objectifs apochromatiques constitués de lentilles Fluorites ou à très faible dispersion (verre ED).

- La longue focale (f/8 et supérieure) est adaptée à l’observation planétaire et des étoiles, surtout si le diamètre est conséquent.

- Les petits diamètres à tube court (type Orion ST-80 ou les "spotting scope") sont d'excellents instruments pour l’observation terrestre. 

A gauche la région de Gassendi photographiée par Niko avec une lunette Celestron CR 150 HD de 150 mm d'ouverture munie d'un oculaire Plössl de 9 mm. A droite NGC 2237, la nébuleuse de la Rosette photographiée par Mike Cook avec une lunette Astro-Physics de 130 mm f/6 EDFS équipée d'un correcteur de champ et d'un système de guidage SBIG ST-4, le tout fixé sur une monture 600E GTO. Ce document exceptionnel résulte du compositage de 85 images (5 images exposées 15 min à f/6 plus 50 images exposées 60 min à f/6 et 30 images exposées 90 min à f/8) enregistrées sur film Kodak E200 avec un filtre anti-pollution lumineuse LP Tokai. Le résultat final a été traité sous Photoshop et Picture for Windows.

Désavantages

- Présence d’une aberration chromatique résiduelle dans les doublets achromatiques

- Le prix. Mis à part les petits modèles d’entrée de gamme, les lunettes de qualité sont plus chères que les télescopes Newtoniens ou les catadioptriques de même diamètre, et ce dans un rapport de 2 à plus de 10.

- Plus lourd et beaucoup plus encombrant qu’un télescope de même diamètre en raison du triplet formant l’objectif et de la longueur du tube optique.

- Le coût de la conception d’une optique de qualité limite la dimension maximale des objectifs à quelque 200 mm de diamètre. Leur diamètre maximum limite donc leur usage et on retrouve principalement ces optiques dans des instruments de petites ouverture (50-180 mm) comme les lunettes d’initiation ou les lunettes-guides.

- Inadapté à l’observation du ciel profond en raison de l’ouverture limitée des instruments. Les rapports focaux relativement longs (au moins f/8) imposent des durées d’exposition souvent supérieures à 1 heure qui découragent l’astrophotographe passionné par les objets du ciel profond.

- Les modèles de grand commerce ont une mauvaise réputation en raison des modèles d’entrée gamme et des jouets importés qui sont souvent de mauvaise qualité. Cette réputation peut injustement retomber sur des modèles haut de gamme d’un concurrent en-dehors de tout soupçon.  

A gauche une photographie RGB de la galaxie M31 d'Andromède réalisée par Chris Cook avec une lunette Tele-Vue de 85mm f/7.8 fixée sur une monture Losmandy G11. Exposition de 3x55 min sur film Kodak PPF 400 hypersensibilisé. A droite composite LRGB de la galaxie M51 photographiée par Ray Gralak avec une lunette Astro-Physics de 128 mm f/8 fixée sur une monture Astro-Physics AP1200 et équipée d'une caméra CCD SBIG ST-8E.

Prochain chapitre

Le télescope de Newton