Tester son matériel pour le maitriser

TESTER SON MATERIEL

INTRODUCTION

Connaitre son matériel permet de mieux l'utiliser. Une fois connu les limites du matériel, on peut alors savoir ce qui est accessible et ce qui ne l'est pas. Je vous donne quelques pistes ci après pour faire une analyse de celui que vous utilisez et d'ainsi savoir ce que vous pouvez en tirer et peut être l'améliorer.

TESTER SA MONTURE

La stabilité

Ce qu'on nomme stabilité en astronomie, c'est la capacité de la monture à amortir une vibration. Cette stabilité traduit également l'indépendance de la monture aux coups de vent. Plus la monture est stable moins on aura de problèmes pour suivre une étoile avec un peu de vent et, en astrophotographie plus le guidage sera aisé.

Le test de la stabilité est simple : il suffit de donner une bonne tape sur le trépied et de regarder en combien de temps cette vibration ets amortie. Une bonne monture amorti cette tape en 2-3 secondes.

Si votre monture met plus de 5 secondes pour amortir cette tape, il faut travailler sur votre ensemble.

Les points améliorables pour une monture peu stable :

Revoir la section des trépieds. De plus grods trépieds ( plus lourds) seront plus tables. Le bois amorti bien les vibrations et son coût est modéré.
Regarder le système de fixation du trépied sur l'embase de la monture. Les montures bon marché sont souvent "lache" au niveau de cette fixation : regarder pour le renforcer.
L'optique que vous avez mis sur votre monture est trop trop longue ou trop lourde. La seule solution : changer de monture ou changer d'optique.
Regarder si les vis de la monture sont bien serrées. Un desserrage de certaines peut avoir pour conséquence un jeu et donc des vibrations moins rapidement amorties

Ci joint un petit film pris avec la PL1-M au foyer de la NP 127 sur la monture G11 Gemini. Le film montre le temps que met la G11 Gemini pour amorir une grosse tape sur le trépied. La charge de la montre est celle que j'ai en configuration astrophoto. ( NP 127, SW 80ED, APN, PL1-M et les cables). Soit moins de 3 secondes

Le viseur polaire

Tester son alignement

Le viseur polaire est un élément essentiel si on veut faire de l'imagerie. En visuel une bonne mise en station est moins cruciale. Le GoTo équipant la majorité des instruments est capable de gérer un défaut de mise en station de plus de 1° sans probleme pour le pointage et le suivi.

Par contre en imagerie, le défaut se doit d'être de l'ordre de quelques minutes d'arc maximum pour assurer un bon suivi et aucune rotation de champ donc un gain substentiel sur le piqué des images.

La précision des viseurs polaires est très différente d'une monture à l'autre.Les montures type HEQ5 ou EQ6 de skywatcher ne sont ps très précises. Par contre les montures du type EM200 de takahaschi sont excellentes. Je vous invite a voir le mode d'emploi de votre monture pour orienter correctement votre viseur polaire. En effet de nombresues méthodes existent suivant les fabricants.

Par contre il y a souvent un défaut sur les viseurs polaires qui n'est pas signalé par les fabricants. Pour qu'un viseur polaire donne le meilleur de lui même, il doit être parfaitement aligné sur l'axe mécanique de votre monture. C'est à dire que l'axe optique du viseur polaire doit être confondu avec l'axe mécanique d'ascension droite de votre monture. si ce n'est pas le cas, même une bonne mise en station ne vous permettra pas d'avoir un bon alignement sur le pole céleste. C'est bien beau tout ça, mais comment fait on pour le vérifier.

Le principe de vérification est relativement simple. Il suffit de positionner la monture à un angle quelconque, puis de la faire pivoter de 120° puis ensuite encore de 120° supplémentaire. Dans chaque position, le point visé par le centre du réticule du viseur polaire doit être le même. Quelques images aiderons a comprendre de quoi il s'agit.

Visons l'étoile polaire avec le viseur polaire. L'avantage de l'étoile polaire est qu'elle ne bouge pratiquement pas durant toute la manipulation et que vous n'aurez pratiquement pas à toucher à votre monture. Centrons celle ci. Attention, ne la mettez pas à sa position pour une mise en station ( pole nord céleste) mais bien au centre du réticule. Pour la centrer, utilisez les réglages de latitude et d'azimuth de votre monture. Voici ce que l'on obtiens :

Figure 1

Tournez votre monture de 120° ( 8 heures en AD).Voici ce que l'on obtiens si l'axe du viseur polaire n'est pas aligné avec l'axe d'ascension droite de la monture :

Figure 2

Nous observons un déplcement de l'étoile polaire de 30 minutes d'arc. C'est à dire que la différence d'angle entre l'axe optique du viseur polaire et l'axe mécanique des ascensions droites est de 15' ( 30' /2) dans cette direction. Il faut donc décaler l'axe optique du viseur polaire de 15' ( a mi chemein entre les 2 positions ). Pour recentrer l'axe optique du viseur polaire il existe 3 petites vis sur le côté du viseur polaire qu'il faut désserrer / resserer avec précaution. ces vis permettent de recentrer l'axe optique du viseur polaire. attention a ne pas troples serrer car quelquesfois, ces vis agissent directement sur le réticule en verre. Un serrage trop fort risque de casser le réticule.

Recentrez l'étoiles polaire puis faite pivoter votre monture de 120° supplémentaire. Repérer le décalage de l'étoile polaire et agissez de nouveau sur les vis de réglage. Réitérez cette manipulation plusieurs fois pour affiner de plus en plus le réglage. Les axes optiques du viseur polaire et l'axe mécanique de la monture sont alignés lorsque la polaire reste parfaitement centrée.

Tester sa précision

A venir

La qualité de suivi

A l'heure actuelle, toutes les montures possédant des moteurs ou même une électronique dite GoTo sont suffisament précises pour suivre un objet plusieurs heures sans que celui ci sorte du champ d'un oculaire avec un grossissement moyen.

Par contre pour les astrophotographes, ce simple suivi n'est pas suffisant. En effet en imagerie du ciel profond les étoiles ont une taille d'environ 2-3 secondes d'arc sur le capteur de prise de vue. Cette taille viens en majeure partie de la turbulence. Mais si on effectue une pose de 5 minutes et que la monture oscille de plus ou moins 20 secondes d'arc par rapport à sa position nominale, l'étoile ne sera pas ronde mais ressemblera à un trait. On doit alors guider. Mais un bon guidage est beaucoup plus facile si les oscillations de la monture ( aussi appelées erreur périodique) sont lentes et petites. Un bon moyen de savoir ce qu'à sa monture dans le ventre est de tester cette erreur. Voici pas à pas comment vous y prendre pour effectuer cette mesure et l'analyser.

Les logiciels utiles pour la mesure d'erreur périodique (EP)

Nous avons besoin de 3 logiciels pour cette mesure.

Le premier qui va servir a l'acquisition des données : guidemaster. Disponible ici.

Le second pour mettre en forme les données de guidemaster : excel ou son équivalent openoffice calcul, disponible ici.

Le dernier sert à l'exploitation des données : il se nomme PEAS et est disponible ici.

Tous ces logiciels sont gratuits et fonctionnent très bien pour ces mesures.

Mesurer l'erreur périodique

en premier lieu, équilibrez bien votre monture, faite une bonne mise en station et, pour un maximum de fiablité dans les mesures, utilisez la configuration telle que celle qui vous servira pour vos acquisitions en ciel profond. Enlevez bien les caches, positionnez bien les cables, ....

Pour l'acquisition, choisissez une étoile brillante mais pas trop, vous ne devez pas saturer le capteur. Une dynamique de 200 niveaux pour une webcam qui en contient 255 est bien.

L'étoile doit être le plus proche possible de l'équateur céleste.Il doit donc avoir une déclinaison proche de 0. Notez bien la déclinaison de l'étoile, vous en aurez besoin lors de l'analyse avec PEAS.

Démarrez le logiciel guidemaster. Ouvrez l'onglet réglage puis options. Vous obtenez la fenêtre suivante.

Entrez bien la longueur focal de votre télescope de guidage.Elle est importante pour le clacul de l'erreur.

Allez ensuite dans l'onglet télescope. Vous aurez la fenêtre suivante.

Entrez le temps de déplacement en RA et en DEC. Ce temsp doit être suffisament long pour avoir de grands déplacements mais pas trop pour que l'étoile guide ne sorte pas du capteur lors de la calibartion. Pour info, les temps entrés de 25 000 ms marchent très bien pour ma configuration : 600 mm de focale et capteur de 6.66*5.32 mm ( 1/2").

Cliquez sur sauver pour ne pas perdre l'entrée de vos données.

Cliquez maintenant sur le bouton Calibrer de la fenêtre principale. Vous obtenez la fenêtr suivante une fois la calibartion terminée.

Suite à venir

TESTER SON OPTIQUE

Le star test

Le principe de ce test est simple a mettre en oeuvre : en effet il suffit de pointer une étoile puis de la défocaliser légèrement vers l'avant et vers l'arrière. On analyse nesuite ces 2 figures dites de diffraction. La difficulté est dans son analyse. De plus ce ne peut qu'être un test visuel. En effet, il est difficile d'imager l'image de star test avec suffisament de dynamique pour que ce soit exploitable.

Pour ceux qui sont bons en anglais, le meilleur ouvrage que je connaisse sur le star test est : star testing astronomical telescopes de harold richard Suiter. A voir ici.

Quelques précautions sont à prendre lors de ce test :

La turbulence doit être minimale. Plus elle sera faible plus les défauts seront facilement visibles. En effet, la turbulence trouble les images. Pour limiter la turbulence, visez une étoile haute dans le ciel.
Evitez l'usage d'un renvoi coudé qui peut engendrez des défauts
Centrez parfaitement l'étoile dans l'oculaire. l'utilsation d'un oculaire réticulé aide à faire ce centrage.
Défocaliser en intra-focale ( vers l'intérieur) puis en extra-focale ( vers l'extérieur) pour voir apparaitre des anneaux de diffraction. Si vous ne défocalisez pas assez, vous aurez du mal à les appercevoir, si vous défocalisez trop il n'y aura plus d'anneaux masi une plage quasi uniforme. L'ordre de grandeur est d'environ 1/5 du champde l'oculaire.
Grossissez suffisament pour obtenir les anneaux de diffraction. Je vous conseil de grossir au minimu 2X le diamètre de votre instrument exprimé en mm. Si le test est bon et si les conditions le permettent, vous pouvez pousser le grossissement au delà.

Voici ci dessous quelques exemple de défauts que l'on voit apparaitre sur les optiques. Ce sont les plus courants. Les figures s'appliquent à un télescope sans obstruction. L'effet de l'obstruction sera vu après.

Astigmatisme : il se traduit par une figure de diffraction non circulaire. Elle tourne de 90° entre l'intra et l'extra focale. Si vous en avez, vérifiez que ça ne viens pas d el'oculaire en le faisant tourner sur lui même de 120°. Si l'angle de la figure reste le même, ça viens du télescope.

Défaut de collimation : on observe des anneaux qui ne sont pas concentriques. le remède est simple, recollimter votre télescope.

Aberration sphérique : On observe sur l'image intra ou extra focale des anneaux extérieurs plus ou moins marqués, diffus et surtout certains anneaux inetrnes sont beaucoup plus marqués. Pour un télescope sous corrigé, l'image intra et extra sont inversées par rapport à la figure ci contre.

Bord rabattu : Ce défaut est courant sur les telescopes du marché. Il se traduit par un/des anneau(x) extérieur(s) qui diffusent la lumière et qui sont larges.

Défauts de zones : Ce sont des défauts plus ou moins ponctuels. Il se traduisent pas des anneaux ou des morceaux d'anneaux qui ne sont pas symétriques en intra extra focale.

Optique parfaite : la tache de diffraction est parfaitement symétrique en intra et extra focale.

Voilà le principaux, reste encore les optiques pincées où la figure de diffraction se traduit par un triangle ( le plus souvent) qui s'inverse en intra et en extra focale.

Attention voici ci dessous l'effet d'une obstruction de 30% sur les figures intra et extra focale.

La figure intra extra focale est identique. Par contre les anneaux les plus au centre deviennent moins marqués et les anneaux intermédiaires sont plus marqués.

Petite remarque sur les schmidt cassegrains : il existe souvent une veine d'air lors de leur mise en température. Ceci se traduit lors du star test par des anneaux qui se déforment dans une direction ( haut ou bas en général). Les anneaux semblent fuir en se déformant peit à petit dans la direction de la veine d'air.

Pour conclure sur le star test :

C'est un test qui est extrêmemnt puissant mais qui demande une très bonne maitrise du test et de très bonnes condistions de turbulence. Avec de l'expérience, on peut même donner un ordre de grandeur au défaut ( exprimé en longueur d'onde).

Personellement, je ne suis pas un spécialiste mais j'arrive à discerner les principaux défauts d'un instrument sans savoir les chiffrer. J'ai fait le test sur ma NP 127 lors d'une soirée exceptionnellement stable . J'ai atteint un grossissemnt de plus de 1000X et l'image intra - extra était symétrique sans défaut majeur apparent.

LE CONTROLE SUR ETOILES DOUBLES

Ce test d'un instrument est très facile a mettre en eouvre. Il suffit de connaître la résolution théorique de son instrument. La formule est : résolution en secondes d'arc = 120/D avec D le diamètre de votre instrument en mm. ( toutes les formules utiles en astronomie ici). Il suffit maintenent de trouver une liste d'étoiles doubles pour faire un test autour de la valeur calculée. Attention cependant à ce que la turbulence soit faible le jour où vous faites le test sous peine de mesurer la turbulence et non le pouvoir de résolution de votre instrument.

Utilisez un grossissemnt d'au moins 2 fois le diamètre de votre instrument exprimé en mm pour faire ce test.

Pour plus de simplicité, voici une liste d'étoiles doubles utilisables en été pour tester votre instrument.

Ces étoiles doubles ont été choisies pour être assez haut pour limiter la turbulence, avoir une séparation ( Rho) qui s'étale de 0.3 à 2.6 secondes d'arc, donc accessible à tous les instruments et surtout une écart de luminosité inférieur à 0.5 magnitude pour que la mesure ne soit pas influencé par l'écart de luminosité.

Voici ci dessous une série d'images pour vous montrer le genre de vision que l'on a.

La première image montre la vision que l'on a lorsqu'on est loin de la résolution de l'instrument. Les 2 étoiles sont facilement séparées.

La seconde image montre la vision que l'on a lorsqu'on est au pouvoir de résolution théorique de l'instrument si tout est parfait.Si l'instrument a beaucoup de défauts, la limite de résolution sera moins bonne.

Les 2 dernières images montrent la vision d'étoiles de plus en plus serrées.

J'ai testé ma NP 127 avec cette méthode, son pouvoir de résolution théorique est de 0.94" d'arc. Les étoiles jusqu'à 1.1" étaient séparées très nettement sans soucis. A 1" d'arc les 2 étoiles étaient toujours séparées masi il a fallu que je grossisse un peu plus pour ne pas hésiter lors de la mesure. A 0.9" les 2 étoiles étaient encore séparées sans problème même si les étoiles se touchaient. A 0.7" d'arc j'obtenais une étoile allongée (facteur environ 1/1.5) visibles sans aucun doute. En dessous, il devenait plus difficile de garantir la mesure.

Pour information, la séparation des étoiles c'est effectué avec un Nagler 3.5 soit un grossissement de 188 fois pour les séparations supérieures ou égales à 1.6" puis avec un nagler 2.5 ( G=264X) jusqu'à 0.9" d'arc inclus. En dessous j'ai utilisé le nagler 3.5 plus une powermate 2X ce qui me donnais un grossissement de 376 fois. Jusqu'à 1" d'arc les étoiles étaient séparées nettement sans ambiguité. A 0.9" les étoiles se touchaient mais tout en formant encore 2 taches de diffraction distinctes. A 0.8" l'étoile était allongée avec un rapport d'environ 1/2. Enfin, à 0.7" l'étoile était allongée avec un rapport d'environ 1/1.5.

Je tiens à préciser que je ne suis pas un spécialiste des étoiles doubles. Une personne bien entrainée serait sans doute descendu plus bas en résolution.

Cependant ce test garanti que la lunette est de très bonne facture compte tenu de la facilité avec laquelle les étoiles étaient séparées.

Si vous voulez en connaitre un peu plus sur la mesure d'étoiles doubles, vous trouverez ici, un très bon document édité par la SAF, comission des étoiles doubles.

TEST DE RODDIER

Ce test est un autre moyen de valider son optique en engageant un minimum de frais. Il permet de quantifier la qualité optique de votre instrument avec, si le test est fait avec soin, une précison de l'ordre de 10%.

Pour effectuer ce test, vous avez besoin d'une caméra CCD pour avoir une bonne dynamique dans l'image. Les webcams n'ont pas assez de dynamique pour faire ce test.

Trouver une étoile sur laquelle vous défocaliserez l'image pour avoir un diamètre de l'ordre de 150 pixels. Aucune autre étoile ne doit avoir sa tache de diffraction qui empiète sur l'étoile pointée.

Pour faire les acquisitions, faite une pose en intra focale puis une autre en extra focale avec le même diamètre de l'étoile. Plus vos 2 images auront une diamètre équivalent, plus le calcul sera précis.

Posez 30 secondes pour limiter les effets de la turbulence.

N'oubliez pas de guider votre monture sous peine de voir de l'astigmatisme apparaitre à cause des défauts de suivi.

Le logiciel se trouve ici avec toutes les explications détaillées pour son utilisation et son exploitation.

Astuce : Si winroddier n'arrive pas à ouvrir vos images comme ce fut mon cas ( erreur XXXXX), ouvrez vos images avec le logiciel teleauto ( téléchargeable ici ), puis enregistrez les sous le format fit à virgule. Le bug sera ainsi corrigé.