1. le projet.
L’équipe des animateurs de l'association NOVAE a proposé la réalisation d'un film de la rotation complète de Mars. Pour cela, il fallait une caméra CCD Sbig ST7, et trois membres de l’association bien motivés par le projet (Daniel Gaffé, Gérald Assmann et votre serviteur) qui se sont relayés au Coudé (lunette Coudée de l'Observatoire de Nice de 400 mm de diamètre et 10 mètres de focale) pendant les mois d’avril et de mai 1999.
Le projet n'est pas allé jusqu'à son terme à cause d'une météo exécrable, mais elle a constitué une répétition avant l’opposition de Jupiter en septembre 1999 et novembre 2000. En effet Jupiter, en l’an 2000, culminera à +20° au-dessus de l’équateur et sera visible en continu pendant plus de 12h par nuit, de quoi réaliser un film de la rotation complète de Zeus en une soirée (période de rotation sidérale : 9h55mn).
2. le protocole
Nous partons sur une base de cinquante images régulièrement espacées dans le temps pour une rotation complète de Mars c’est à dire 24 heures 37 minutes et 22 secondes (période sidérale).
Pour une rotation fluide de la planète au final, il nous faut réaliser une image toutes les 8 minutes si nous voulons des détails de l’ordre de la résolution théorique de l’instrument c’est à dire 0’’3 ! La solution adoptée fut de relever les images toutes les 26 minutes en comptant obtenir des détails de l’ordre de 1’’ d’arc. Pour éviter les recouvrements nous avons découpé en intervalle de temps égaux la rotation de la planète. C’est ainsi que pour faire 50 images, nous devons réaliser une image toutes les 29 minutes 33 secondes, ce qui nous place assez près de la résolution d’une seconde d’arc prévu.
La période de rotation de Mars étant trop proche de celle de la terre on ne peut pas réaliser le film en une nuit. Il nous faut donc prévoir à l’avance la position de la surface de mars et planifier les prises d’images sur deux mois. Ainsi, le tableau 1, donne pour chaque jour les horaires de prises de vue pour les cinquante images.
On peut constater que quarante jours suffisent pour une rotation complète mais il faut compter sur le mauvais temps si fréquent au printemps dans notre région. De plus l’opposition de cette année n’est pas très favorable (16 ’’ d’arc de diamètre apparent et –10° environ de déclinaison) ce qui nous a poussés à réaliser plusieurs clichés pour chacune des positions (ce que nous avons appelé "phase") de Mars.
Le capteur KAF400 correspond très bien à la prise d’image au foyer. En effet les pixels ayant une taille de 9µm, la prise d’image donne des détails de 0’’2 par pixel. La résolution théorique du Coudé étant de 0’’3, les images seront donc sur- échantillonnée. Le diamètre de Mars sera donc au maximum de 85 pixels et de 43 pixels en binning 2´ 2.
3. les résultats
Mars, opposition 99, Coudé de l'observatoire de Nice - Association NOVAE
w=310° w=317° w=324° w=335°
Les premiers essais ont été décevants pour l'équipe, le temps a été que très rarement au beau et la turbulence souvent importante. Une fois la prise en main de la caméra réalisée, nous avons adopté une première stratégie : Nous avons réalisé pour chaque position de Mars une dizaine d'images soigneusement sélectionnées en éliminant les images floues. Nous avons ensuite composité puis traité. Les images ont alors une résolution de 1" d'arc ce que nous attendions.
Dans un second temps, nous avons décidé de réaliser un plus grand nombre de clichés sans se préoccuper de la qualité. Puis en compositant près de 50 images et après un traitement en ondelette, la résolution est tombée à 0.5" d'arc, ce qui était inespéré. Cette méthode nous a permis de moyenner les effets de la turbulence et des poussières sur le capteur (oui je sais ce n'est pas bien, mais nous n'avons pas pu faire des Flats).
Ainsi, malgré le mauvais temps, le suivi mal réglé, et les poussières sur le capteur, nous avons pu réaliser 5 images avec une résolution moyenne de 0.5" et 15 images avec une résolution de 1" d'arc. Pour une plus grande fluidité du mouvement nous avons essayé de prendre des images toutes les 14 min (déplacement d'un détail sur Mars de 0"5, voir schéma 1). Mais avec une résolution de 0.5" c'est toutes les 7 min qu'il fallait réaliser des images afin d'obtenir un mouvement de la moitié de la résolution par images (0"25). En conclusion, nous n'avons pas réalisé un film de la rotation complète de Mars mais nous avons pu mettre en place, à cette occasion, un protocole précis pour réaliser des images d'une meilleure résolution (Pour comparaison, voir l'image obtenue lors de l'opposition de 1995).
Pour Jupiter, il reste d'autres problèmes à résoudre : en effet il faut qu'entre les différentes "phases de Jupiter" la caméra conserve la même orientation ce qui n'est pas encore chose facile, vu le montage ; d'autre part la rotation de Jupiter est assez rapide (9h55mn). On n'a pas pu réaliser plus d'une vingtaine d'images par minute sur Mars (3 secondes par images) ce qui va devenir un réel problème car la fenêtre pour Jupiter sera 3 fois plus grande, et le temps de déchargement certainement multiplié par 9. Ainsi nous envisageons une dizaine de pose par "phase" ce qui semble suffisant vu la luminosité de Jupiter en comparaison avec celle de Mars. L'emploi d'une quickcam sera certainement envisagé, mais là aussi reste le problème de l'échantillonnage sur 8 bits alors que la ST7 permet un échantillonnage sur 16 bits. Tout est une histoire de compromis !
Alors rendez-vous pour l'opposition de Jupiter en l'an 2000, c'est le projet Cinéjup2000.
