Construction d'un Télescope altazimutal compact de 600 mm


Avril 2008

Introduction

Pour les passionnés d'astronomie, l'intéret des instruments de grand diamètre ne fait aujourd'hui plus guère de doute. Non seulement un grand miroir capte plus de lumière, ce qui permet d'observer un grand nombre d'objets du ciel profond et aussi de commencer à percevoir des nuances colorées dans les objets les plus lumineux, mais il permet également un gain appréciable en résolution et en contraste, ce qui est intéressant notamment pour l'observation des planètes et de la lune.

( Pour en savoir plus, suivez le lien www.astrosurf.com/altaz/diametre.htm)
En revanche, un "gros diamètre" présente de nombreuses contraintes pratiques : le poids et le volume d'un instrument de 600 mm peuvent le rendre difficilement transportable et exploitable sous les meilleurs cieux.

Cette page présente la fabrication d'un télescope transportable de 600 mm compact (hauteur de l'oculaire au zénith : 1,60 m) et relativement léger (matériaux privilégiés : aluminium et carbone).

Fiche technique

Optique

Combinaison : Newton (une évolution en Cassegrain est envisagée)

Diamètre du miroir primaire : D=595 mm

Distance focale : F=2020 mm (F/D = 3,39)

Petit axe du miroir secondaire éliptique : 150 mm (obstruction de 25% en rapport linéaire)

Champ de pleine lumière : 30 mm

Magnitude limite théorique : 16

Pouvoir séparateur théorique : 0,2 secondes d'arc

Mécanique

Monture : altazimutale (pour une mécanique optimisée et un accès à l'oculaire simplifié)

Barillet 12 points hybride (leviers astatiques et triangles isostatiques)

Pointage manuel avec encodeurs

Suivi par table équatoriale double axe optionnelle (pour le confort d'observation à fort grossissement et l'imagerie)

Hauteur de l'oculaire au zénith : 1,60 m sans la table équatoriale

masse totale : ?

La construction en images

Ci-dessus, Patrick dans son atelier de mécanique. Après la réalisation du télescope équatoriel de 460, Patrick recupère et rénove entièrement un tour et une fraiseuse, en vue de réaliser des projets plus importants de manière autonome.

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Le berceau (ci-dessus) est le coeur de l'instrument. Il supporte le miroir principal grâce au barillet et son système de leviers dits "astatiques". Il s'incline pour permettre à l'instrument de pointer les objets célestes à différentes élévations, de l'horizon jusqu'au zénith. Cette rotation est rendue possible par trois secteurs qui s'appuieront sur autant de galets montés sur roulements à billes (non visibles ici).

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Le rôle du barillet (ci-dessus) est de maintenir le miroir principal. Sa réalisation doit être particulièrement soignée sur un télescope de grand diamètre car le verre est un matériau très flexible et ce d'autant plus que l'épaisseur des grands miroir est volontairement limitée pour une raison de poids. On distingue les trois vis micrométriques permettant l'alignement de l'optique ainsi que les trois leviers permettant de compenser la flexion du miroir. Chaque levier exerce au dos du miroir des forces calculées de manière à s'opposer à une fraction du poids du miroir. Ces forces sont transmises au dos du miroir par l'intermédiaire de triangles.

Pour en savoir plus sur les leviers astatiques, consulter la page :

http://www.astrosurf.com/altaz/astatique.htm

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Usinage d'un des trois secteurs permettant la rotation du tube du télescope en élévation. La réalisation de la partie circulaire a été confiée à une entreprise.

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Détail du barillet à leviers astatiques. L'ensemble du berceau est conçu de manière à gagner en compacité.

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Le barillet vu du côté miroir. On distingue les 9 touches correspondant aux trois triangles. Les positions de ces touches ainsi que les forces qu'elles exercent au dos du miroir ont été optimisées par logiciel.

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Les triangles sont situés à l'exterieur du barillet, cela permet plus de compacité et supprime le problème de la rotation des triangles.

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Sur ces pointes (8 au total) viendront se fixer les 8 tubes en carbone du télescope.

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Cet anneau remplacera la classique "cage" du miroir secondaire. Cette solution permet encore de gagner en compacité, en poids, et limite la prise au vent du télescope. La platine porte-oculaire sera intégrée dans le trou visible au premier plan. On distingue les 4 pattes permettant de fixer ultérieurement l'araignée supportant le miroir secondaire. Cet anneau est un composite de plusieurs matériaux : aluminium au centre, polystyrène haute densité pour lui donner sa forme torique, et couches croisées de tissu de fibre de verre et résine pour la rigidité et la finition extérieure.

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La base de l'instrument (ci-dessus) est à la fois extrèmement rigide et légère, de par sa structure en "nid d'abeille" (ci-dessous) intercalée entre deux plaques d'aluminium. La finition de la tranche est en résine.

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L'aspect fini de l'instrument sera un peu plus compact que sur cette image, car les tubes en carbone seront coupés à leur cote définitive à l'occasion du montage de l'optique.

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Afin de limiter les flexions, les roulements en azimut sont situés au plus près possible de l'aplomb des roulements en altitude.

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Les tubes en carbone sont fixés à l'anneau par un système de rotules (voir également ci-dessous). L'ensemble est fixé grâce à une molette qui permet de démonter les tubes lors du transport. On voit sur cette image le futur emplacement du porte-oculaires. Ce dernier viendra coulisser à l'intérieur du tube en aluminium. On distingue également la toile de fibre de verre qui recouvre l'anneau. Ce dernier recevra ultérieurement une finition plus esthétique.

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La forme de l'araignée supportant le miroir secondaire est due à la position du porte-oculaire. L'araignée est simplement constituée de deux lames se croisant à 90°.

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Le porte-oculaire coulisse à l'intérieur du tube grâce à trois glissières à 120°.

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Le mouvement fin de mise au point est assuré par une vis micrométrique.

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L'instrument se rapproche de sa forme définitive. Bientôt la première lumière...

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