Aigrettes et diffraction

[Nathanael 6 862]

Bonjour,

Je suis en train de réfléchir au tube de mon 450 mm. Pour des raisons de conception, j'aurais préféré avoir une araignée à trois branches plutôt qu'à quatre branches, mais cela fait 6 aigrettes au lieu de 4. Toutefois, au-delà du problème esthétique (un peu d'originalité ne peut pas faire grand mal ) je voudrais savoir si la quantité de lumière diffractée est supérieure ou inférieure, car ce que je crois comprendre c'est qu'il y a en fait 8 aigrettes dans une araignée à 4 branches, confondues deux à deux. Si tel est le cas, l'énergie dispersée serait plutôt moindre avec 3 branches, mais répartie en six aigrettes.

Ça ne va pas chercher bien loin sans doute, mais si c'est plus pratique (et pour moi ça l'est) et moins "photonvore", je pourrais bien m’accommoder du côté esthétique...

Nathanaël

 

[Nathanael 6 862]

Je crois que j'ai ma réponse... désolé pour le dérangement

Nathanaël

http://www.astrosurf.com/viladrich/astro/instrument/sensitivity/spider-diffraction.htm

[ALAING 59 373]

J'ai pas la réponse, mais quitte à avoir des aigrettes, je préfère les étoiles avec 6 aigrettes plutôt que 4

Je trouve ça plus esthétique

Bonne journée,

AG

[Cédric Z 558]

Pourquoi ne pas mettre un masque anti aigrettes ?

[maire 252]

Les masques anti-aigrettes, comment dire.... c'est de la m...! En fait, à épaisseur égale, le contraste (c'est à dire la capacité à distinguer par exemple des nodosités à la surface de Jupiter -WOS, du moins si l'instrument est collimaté correctement) dépend de la somme cumulée des longueurs de branches de l'araignée. Les considérations esthétiques tant sur le plan de l'aspect visuel de l'araignée que sur le nombre d'aigrettes visibles à l'oculaire n'entre pas en considération dans l'évaluation de la diminution du contraste consécutive aux branches d'araignée, sachant que ce n'est pas la composante principale générant de l'obstruction. Après pour de gros instruments (à la grosse louche > T450...), une araignée 4 branches s'impose souvent pour des questions de rigidité. Il ne faut pas transiger la dessus. A cet égard, on a vu parfois des instruments avec des lames courbes... là c'est défense de rire: outre que cela rallonge les longueurs de branches, on a la nécessité impérieuse qu'elles soient suffisamment épaisses pour conserver certaines propriétés de rigidité... Si visuellement on a disparition des aigrettes, la diffraction se répartira alors sur tout le champ, entravant la magnitude limite potentiellement observable pour un oculaire donnée... Les masques anti-aigrettes, on en parle même pas! Autant cacher complètement le tube de son instrument Pour conclure, pour un instrument moyen 3 branches c'est bien (et j'aime aussi l'esthétique de 6 faibles aigrettes à l'oculaire , pour un instrument "méchant" genre T600 je m'orienterais vers une 4 branches. Sur le lien cité, il y a beaucoup de théorie parfaitement clair mais en pratique si l'araignée est faible elle peut plier en se décolimatant un poil au raz de l'horizon, donc la condition qui doit primer avant tout c'est la RIGIDITE.

Modifié 28 octobre 2018 par maire

[CPI-Z 1 240]

Nathanaël les images de la PSF fonction des différentes araignées présentées plus haut, montrent bien les influences sur la géométrie de la PSF, mais pas leurs intensités, ce qui est aussi un facteur important en imagerie. 3 branches c'est mieux que 4, seul pb c'est la rigidité mécanique à résoudre.

[christian viladrich 7 778]

Le truc a bien comprendre, c'est que l'énergie diffractée dépend de la surface frontale de l’araignée, pas du nombre de branche ou de la forme de l'araignée.

Donc ce qui est mieux, ce n'est pas trois ou quatre banches, c'est l’araignée qui présente la surface frontale la plus faible.

Autrement dit, la question est : pour une surface donnée, quelle araignée donne la plus grande rigidité ?

 

Je laisse la réponse aux mécaniciens ;-)

 

Sinon, les simu donnent bien l'intensité (sinon, elles n'auraient aucun intérêt). Les tableaux donnent les valeurs numériques.

 

[Alain MOREAU 7 348]

il y a 39 minutes, christian viladrich a dit :

pour une surface donnée, quelle araignée donne la plus grande rigidité ?

4 branches fines comme ça : (>o<), ou 3 branches un peu plus épaisses comme ça : (>o--), moins rigide en torsion ; réservé à ceux qui tiennent absolument à leurs 6 aigrettes ou construisent délibérément un serrurier minimaliste à seulement 6 tubes 

Cependant un autre facteur est à prendre en compte que cette diffraction idéale théorique, comme on n'observe pas ici dans le vide de l'espace : la réfraction dans la couche limite de quelques mm d'épaisseur au contact de chaque côté des branches, qui se superpose et interfère avec la diffraction...

C'est pourquoi la solution mécanique la moins perturbante dans le chemin optique au final, reste une araignée à 4 branches déportées comme schématisée ci-dessus.

Il est préférable que ces branches soient ajourées s'il faut en augmenter la hauteur (dans le sens de l'axe optique) en particulier si elles doivent soutenir un secondaire quelque peu massif, ou un ensemble imageur au foyer primaire, afin de leur conserver la meilleure résistance possible aux porte-à-faux et couples de torsions tout en minimisant l'épaisseur à traverser par le flux optique de cette fameuse couche-limite

Mes deux sous (sexy j'espère )

[christian viladrich 7 778]

Salut Alain,

Bon ...je voulais faire durer le suspense mais tu as répondu de suite, c'est pas du jeu

 

[Toutiet 1 987]

Arrêtez toutes vos salades : le mieux, c'est la fine aigrette...! 

[Nathanael 6 862]

Ok, j'ai lu pas mal de vos post sur le sujet, que pensez-vous de la solution ci-dessous, pour une caméra au foyer?

Avec 3 "branches", c'est forcément "aligné" et ça permet en outre de faire la collimation "secondaire", étant entendu que chacun des 6 fils peut-être tendu indépendamment. Avec un tube "porte-caméra" aussi long qu'on le souhaite ou du moins seulement limité par le couple obstruction (diamètre) / vignettage (longueur).

Nathanaël

[Nathanael 6 862]

Il y a quand même un gros paradoxe à vouloir optimiser, d'une façon ou d'une autre, le support et l'araignée, et dans le même temps, mettre une caméra avec roue à filtres et câbles, au milieu du tube... dans mon cas (primaire 450mm) ça se discute, un secondaire pour une modeste caméra ne ferait que 100mm. La moindre roue à filtre (5 positions) en fait autant, elle est excentrée et il y a des câbles partout (ci-dessous).

Du coup, je me demande s'il ne vaut pas mieux choisir entre caméra dans le tube avec montage "à l'arrache" ou secondaire avec montage aux petits oignons...

Nathanaël

 

[mustagh 134]

Le 28/10/2018 à 17:53, christian viladrich a dit :

Le truc a bien comprendre, c'est que l'énergie diffractée dépend de la surface frontale de l’araignée

 

Surface frontale ??? Épaisseur des branches de l'araignée en regardant le tube de face (partie la plus fine des branches) ou surface des branches parallèlement à l'axe optique du tube ?

 

Je déterre ce post  car j'envisage d'acquérir un tube pour de l'observation planétaire. Quand on observe une planète lumineuse comme Jupiter ou Mars la présence d'aigrettes dégrade- t-elle vraiment l'image ou est-ce simplement esthétique ? Perso cela me gêne dans ma concentration pendant l'observation.

On perd vraiment optiquement ?

[christian viladrich 7 778]

Il est vieux ce post :-)

Surface frontale, c'est bien la surface vue du trajet des rayons lumineux. Il s'agit donc bien de l'épaisseur de l'araignée, par exemple 1 ou 2 mm. Et pas de leur hauteur, par ex 20 - 30 mm.

La dégradation dépend de la surface interceptée (voir les simu).

Le principe est donc d'avoir une araignée suffisamment rigidité, mais pas trop "épaisse". Cela étant posé, on fait avec en observation planétaire. L'essentiel étant d'avoir du diamètre, une bonne qualité optique et mécanique, une bonne collimation, et une obstruction raisonnable.

 

[JML 1 111]

Le 29/10/2018 à 10:07, Toutiet a dit :

Arrêtez toutes vos salades : le mieux, c'est la fine aigrette...!

C'est vrai que la G...astronomie c'est de la fine...aigrette !! 

.......

 

[ALAING 59 373]

il y a 9 minutes, JML a dit :

C'est vrai que la G...astronomie

Plagieur

[JML 1 111]

il y a 2 minutes, ALAING a dit :

Plagieur

Oui, je m'en suis rendu compte ....

[mustagh 134]

Merci pour cette précision.

Pourtant je me souviens avoir possédé un Vixen VMC260 qui avait des branches d'araignée fines  (vues de face) mais très larges car le secondaire, qui comporte une lentille, est assez lourd. On avait des aigrettes qui ne me plaisaient pas du tout......J'ai vendu l'engin....

Donc préjudice uniquement esthétique pour vous ? Je parle toujours en observation visuelle planétaire.

Modifié 18 octobre 2019 par mustagh

[patry 1 991]

Je ne pense pas que la largeur de l'araignée influence la tache d'airy. Son épaisseur (rigidité), et sa longueur (faut bien s'accrocher au tube) oui, mais pas le reste.

Après tu dis que c'est fin ... je ne me rend pas bien compte mais sur cette image l'araignée semble faire plus d'1 mm d'épaisseur non (peut être bien 2) ?

(image source astromart pour illustrer le propos).

Sur CN, certains disent avoir retravaillé les branches pour les réduire à 1,5mm (contre 5mm ce qui me semble exagéré, après le système métrique échappe sans doute aux américains ).

 

Par contre, j'aurais eu tendance à penser que la couleur (noir mat) serait le mieux, mais dans certaines lectures, "on dit" que le métal brossé "nu" serait le meilleur.

 

Marc

 

[JML 1 111]

il y a 15 minutes, patry a dit :

"on dit" que le métal brossé "nu" serait le meilleur.

Parait-il...pour réduire l'émission thermique

[Alain MOREAU 7 348]

Pas brossé : poli brillant - le plus brillant possible !

L'araignée du VMC, désolé, cumule les défauts de conception, et n'est pas d'une finesse exemplaire vu ses performances :

1) pour éviter toute flexion du support de secondaire, et donc conserver de parfaits alignements optiques quelle que soit la hauteur de pointage du tube, chaque branche devrait avoir un profil triangulaire, avec un côté le plus haut possible solidaire du support secondaire ; soit au moins 2 points de fixation côté secondaire, écartés au maximum en hauteur, afin de combattre les flexions dues à son poids en porte-à-faux.

On fait alors d'une pierre deux coups, car on peut dès lors réduire l'épaisseur des branches, sans réduire significativement leur raideur dans le seul sens qui nous intéresse. 

(contrairement à un newton, on se fout ici d'empêcher la rotation du support secondaire, puisqu'on renvoie le faisceau dans l'axe optique du tube, au centre du primaire)

Sur le VMC, chaque branche n'est fixée que sur 1 point côté secondaire : impossible dans ce cas, quelle que soit la tension appliquée, d'empêcher le support de basculer sous le poids du bloc optique secondaire, dès qu'on incline le tube.

Ceci a forcé Vixen à épaissir ses branches et à les rendre pleines et massives - avec cette forme d'ailette profilée peu efficiente - sans parvenir pour autant à une rigidité optimum.

2) pour limiter cette fois la formation d'une lame d'air d'indice de réfraction différent de part et d'autre de chaque branche, qui a des effets délétères sur l'image, on doit respecter deux impératifs :

   a) minimiser l'émissivité de la lame de façon à ce que la couche limite affectée par ses effets thermiques soit la plus mince possible (en effet cette couche se comporte optiquement comme un "épaississement" de la lame dans le champ : c'est ainsi qu'on se retrouve avec des aigrettes beaucoup plus présentes que l'épaisseur physique des branches ne le laisserait prévoir)

Ce critère est atteint, comme souligné par JML, en bannissant toute peinture noire sur les lames, mais en les polissant finement au contraire, afin de les rendre les plus réfléchissantes possible.

(si elles sont métalliques ; mais d'autres matériaux plus émissifs mais moins conductifs peuvent aussi être employés avec profit - composites carbone notamment)

On agit là sur l'épaisseur de cette couche limite perturbatrice.

   b) réduire autant que possible la hauteur des branches (donc vues de profil) toujours dans le but d'atténuer les effets de cette lame d'air réfringente indésirable.

Ce critère, qui semble contradictoire avec le point 1), est tout simplement atteint en ajourant les lames (tout en maintenant leur profil triangulaire pour - comme son nom l'indique - la triangulation).

Il s'agit cette fois de réduire la hauteur cumulée de la lame d'air perturbée, à savoir la profondeur totale affectée par cette perturbation dans le faisceau optique.

Nous avons déjà, dans des fils plus anciens, discuté abondamment de ces sujets ; une petite recherche ne fera pas de mal, pour avoir toutes les réponses sans qu'il soit besoin de se répéter sans fin

Modifié 23 octobre 2019 par Alain MOREAU
précision

[mustagh 134]

Çà c'est de la réponse 

Et je confirme les aigrettes du VMC260 étaient , pour moi, gênantes en visuel.......

[JML 1 111]

il y a 47 minutes, mustagh a dit :

Çà c'est de la réponse 

Jean Marc

[mustagh 134]

Il y a 4 heures, Alain MOREAU a dit :

en bannissant toute peinture noire sur les lames, mais en les polissant finement

 

Une peinture spéciale (métallisée ???) sur les lames serait-elle efficace ?

........Pour ceux qui ont déjà des branches noires..

Modifié 20 octobre 2019 par mustagh

[Alain MOREAU 7 348]

Voir la réponse très nette de Pierre ici : http://www.astrosurf.com/topic/33573-effet-de-peau-thermique-lames-daraignématériau/

Sinon, je te propose de lire à tête reposée les 4 pages de l'échange suivant, en t'efforçant de bien saisir chaque argument apporté par les intervenants (dont les compétences sont indiscutables ) :

http://www.astrosurf.com/topic/59657-effets-de-la-diffraction-par-laraignée-du-secondaire/