Nouveau telescope "APO Killer" concept

[jean dijon 1 761]

Bonjour

 

j'ai entrepris la réalisation d'un télescope dont l'objectif est d'etre un télescope planétaire specialisé avec une qualité optique équivalente à une lunette APO pour un cout n'ayant rien a voir avec une telle lunette (une telle lunette vu le diametre envisagé n'existe pas par ailleurs)

Mon cahier des charges est le suivant:

_ 1) Diametre 300mm c'est un diametre ou l'on peut encore esperer exploiter à fond la résolution et pour des raisons que je preciserais c'est le diametre que j'ai choisi.

_ 2) Insensibilité aux problemes de décollimation (> Dall Kirkam).

_ 3) Fermé pour les problemes de turbulence de tube et pour supporter le secondaires sans araignée.

_ 4) Obstruction centrale minimale pour maximiser le contraste.

_ 5) Qualité optique irreprochable pour minimiser la sensibilité à la turbulence et pour que le projet ait un sens.

_ 6) Champ limité par la diffraction de l'ordre de 30' (pour la lune ou le soleil en entier !)

A la vue de ce cahier des charges vous devez penser que je reve completement  et qu'il n'y a pas de solutions sinon cela se saurait  

Si on regarde les telescopes "classique":

 

NEWTON

La coma est dominante comme aberration donc les point 2) et 6)  ne sont pas résolu par contre les autres points peuvent etre satisfaits

Simulation d'un newton F6

 

 

DALL KIRKAM

La coma est dominante comme aberration donc le 6)  n'est pas résolu . On pourais le fermer pour repondre au point 3). Par contre l'obstruction meme pour une ouverture à F16 degrade la MTF 

Simulation d'un DK F16

 

RITCHEY CHRETIEN

La coma est supprimée mais la difficulté d'execution des miroirs ainsi que l'obstruction centrale font que je n'ai pas retenu cette solution. Bien que si l'on regarde la MTF c'est plutot mieux qu'un DK

 

 

Lunette APO

pour m'amuser et servir de référence, j'ai calculé un doublet APO de 200mm ( ZK7 FPL55) sans doute optimisable ce n'est pas le sujet,  

ici c'est pour 200mm de diametre à F15 donc le point 1) n'est pas acquis Je ne suis pas sur qu'une mise à l'echelle en 300mm hors budget incommensurable soit faisable (diponibilité des verres, poids mise en temperature...) . On voit la FTM  de reve 

 

 

Bon voila vous avez des idées avant que je ne vous livre la solution que j'ai retenu ?

 

Jean

 

[PETIT OURS 24 622]

bonjour et bravo, belle idée, je patiente   

[AlSvartr 2 925]

Je ne suis pas certain de comprendre l'intérêt d'un champ limité par la diffraction de 30' pour faire du lunaire ou solaire. Ca suppose une focale courte et donc un F/D assez petit, à moins d'avoir des pixels incroyablement petits (autour du micron), il y aura un sous-échantillonnage important.

 

Un newton de 300 à F/D= 8 (ça fait un long tube c'est vrai), donne une obstruction sous 20%, proche par exemple de 17% si on admet un champ de pleine de lumière autour de 20mm. Le diamètre du champ limité par la diffraction monte au dessus de 15 arcmin, sans aucun correcteur. Rajouté à cela le fait que la lumière ne fait qu'un AR, que les optiques sont "simples" à tailler...moi je le vois là le APO killer de 300. Pour les diamètres inférieurs il y a aussi les Maks.

Un newton de 300 à F/D=6 donne un champ limité par la diffraction de plus de 10 min d'arc, pour un tube plus gérable question longueur. Le champ de PL reste de 10mm pour une obstruction de 17%, c'est encore très raisonnable.

Modifié 25 septembre 2019 par AlSvartr

[lyl 4 481]

J'ai eu réfléchi à ça, il lui faut un bon correcteur que j'avais piqué par chez toi Jean.

 

https://stellafane.org/tm/newt-web/newt-web.html

 

 

320planetary.newt

 

Tu réduis un peu l'obstruction à 16% et ça serait conforme aux conseils de Texereau.

faire gaffe à trouver le secondaire de la taille qui va bien.

 

Le mieux effectivement, c'est plutôt de regarder un 12" f/6.

Modifié 25 septembre 2019 par lyl

[patry 1 970]

Pas mieux, un newton sera redoutable avec une obstruction de 20% ou moins. Véritablement apochromatique (pas approchant comme avec un réfracteur, de l'IR à l'UV au besoin), et franchement, même en visuel, fortiche pour "ressentir" l'obstruction.

En imagerie, on se fout, c'est du contraste et cela se compense facilement.

Et avec 300mm, tu reste encore dans du raisonnable à la fois en prix comme en poids et en transportabilité.

Un 300/F6 bien né doit pouvoir faire des merveilles. Une lame de fermeture pour limiter les courants interne (la plaie des tubes ouverts), une résistance chauffante pour éviter la buée, ça doit bien le faire. Et tu en verra tellement plus qu'une apo de 200.

Le DK, sur le papier c'est très sympa, mais pour avoir un peu de champ c'est pas la bonne formule.

Le RC est là pour cela, mais c'est l'obstruction qui va bloquer.

Un mak en 300 ... faut une grue pour le transporter !

Un SC en 300, ... adieu la couche bleue !

Maintenant qui se lancera dans la réalisation d'un primaire décentré de 300mm ? Avec un primaire parabolique ca va être certainement galère (et la tache de diffraction risque d'avoir une sale gueule hors de l'axe).

Un primaire sphérique (ça marche à tous les coups) et un correcteur décentré peut être à la façon d'un vixen ?

 

Marc

 

[jean dijon 1 761]

Il y a 1 heure, AlSvartr a dit :

Je ne suis pas certain de comprendre l'intérêt d'un champ limité par la diffraction de 30' pour faire du lunaire ou solaire

Bonjour, OK je te l'accorde 30' c'est beaucoup mais disons 20' avec une optique à F/12 (barlow) et des pixels de 3µm un 24*36 couvre plus que cela.

C'est plutot pour comparer les MTF avec une apo encore que si tu discutes avec Christian Viladrich je ne suis pas sur qu'il crache sur un grand champ parfaitement corrigé.

 

Il y a 1 heure, lyl a dit :

Le mieux effectivement, c'est plutôt de regarder un 12" f/6.

Bonjour Myriam,  oui je suis d'accord un 12" F6 avec lame de fermeture et obstruction minimale c'est trés bien. C'est la premiere simulation que j'ai proposé

La mtf est quand meme en deça de celle de l'apo.

Ce n'est pas trés original mais efficace. Si tu es à Grenoble cela serait bien que l'on se rencontre un de ces jours!

 

il y a 51 minutes, patry a dit :

Pas mieux, un newton sera redoutable avec une obstruction de 20% ou moins. Véritablement apochromatique (pas approchant comme avec un réfracteur, de l'IR à l'UV au besoin), et franchement, même en visuel, fortiche pour "ressentir" l'obstruction.

En imagerie, on se fout, c'est du contraste et cela se compense facilement.

Bonjour Marc, je ne suis pas tout à fait d'accord avec ta derniere phrase en imagerie on ne s'en fout pas tant que cela c'est du contraste mais aussi de la perte en resolution.

Pour le primaire décentré la difficulté technique est telle que le jeux n'en vaut pas la chandelle et tu as en coma l'equivalent d'un newton 2 fois plus ouvert donc quid de la stabilité en collimation. Quid du grand champ.

 

Bon petit ours il faut attendre encore un peu, je ne donne pas tout de suite la solution mais cela vas venir .

 

jean

[ClaudeS 3 529]

En prenant ce type d'optique, mais il faudrait plus de détails de la part de TS sur le BA. Mais ou trouver une lame de fermeture plane percée de 350mm?

https://www.teleskop-express.de/shop/product_info.php/info/p5456_LOMO-primary-mirror---350-1890mm---f-5-4---LK5-Pyrex.html

 

[AlSvartr 2 925]

il y a 37 minutes, jean dijon a dit :

C'est plutot pour comparer les MTF avec une apo encore que si tu discutes avec Christian Viladrich je ne suis pas sur qu'il crache sur un grand champ parfaitement corrigé

 

Je dirais que tout dépend du but recherché. Si c'est pour de l'imagerie HR, le grand champ n'est pas une contrainte stricte, mais est plus confortable et amène probablement une certaine tolérance en terme d'alignement optique.

 

Un design décentré un peu extrême et plus tolérant en terme de polissage: un newton avec primaire décentré et grand F/D. Admettons un tube de longueur maximale de 2-2.5m (même pas peur :-)). Un 300 à F/D=13 ou 14 avec un secondaire hors faisceau d'entrée devrait permettre d'utiliser une parabole centrée non? (ai pas OSLO sous la main pour le vérifier)

 

On peut poser la question autrement: quelle est le F/D minimal pour un D donné, tel que la limite de diffraction est préservée assez loin (~D/2) de l'axe, à F/2 du primaire.

 

EDIT: j'ai fait un petit calcul rapide basé sur la taille du champ limité par la diffraction, faut du F/D=30 avec un 300 au minimum. Ca fait un tube replié de 4.5m :-D

Modifié 25 septembre 2019 par AlSvartr

[lyl 4 481]

il y a une heure, jean dijon a dit :

Ce n'est pas trés original mais efficace. Si tu es à Grenoble cela serait bien que l'on se rencontre un de ces jours!

oui, je t'ai MP

quand au f/D nécessaire pour garder de la stabilité, j'aime assez rappeler les réflexions de Jean Texereau à ce sujet.

Ça a évolué, certes, avec la précision/stabilité des fabrications mécaniques moderne (CNC..) mais moi j'en reste à ce que j'ai réussi avec facilité.

 

On me tirera pas du cerveau que pour se donner de la marge il faut maintenir un f/D au-delà de 5 pour un Newton comme pour un Cassegrain, sinon ça pose des problèmes de réglages d'alignement dans le but de corriger la coma.

Et 6 c'est mieux pour se faire une belle obstruction.

 

§64 chapître 6 du Texereau 

Citation

L’encombrement en longueur de l'instrument est lié à la longueur focale f1 (fig. 70) du grand miroir, c'est un souci légitime de la réduire autant que possible mais un très bon miroir paraboloïde à f1 / D1 = 4 nécessite un opticien de premier ordre, il paraît préférable de ne pas descendre en dessous de 5, même si l’on a déjà une sérieuse expérience ; d'autre part aller au delà de 6 conduirait finalement à une longueur focale résultante F excessive.

 

(Ne me parlez pas de f/8, j'ai trouvé ça facile, le mak-newt 6" est au petit oignon depuis que j'ai fait quelques boulettes avec des gros doigts...)

 

De toute façon Jean, il y a toujours besoin d'une optique en sub-ouverture, ne serait-ce pour aplanir le champ, même pour 30', je le vois sur le piqué au bord du MN68 (1m20), j'ai la moitié de la Lune qui est bien plate.

Tu peux dédier la caméra avec un plan convexe devant et/ou fait un "comacorr" de pointe comme j'avais repiqué pour le 1m de Pix-Astro.

Modifié 25 septembre 2019 par lyl

[chonum 976]

Un Cassegrain bien sûr !

 

[chonum 976]

4 hours ago, jean dijon said:

ici c'est pour 200mm de diametre à F15 donc le point 1) n'est pas acquis Je ne suis pas sur qu'une mise à l'echelle en 300mm hors budget incommensurable soit faisable (diponibilité des verres, poids mise en temperature...) . On voit la FTM  de reve

 

La FTM en 300mm à F/15 sera moins idyllique dans le bleu c'est sûr

Sans parler des soucis de gestion du sag des lentilles.

 

 

[jp-brahic 4 075]

+1 avec le Cassegrain   mon CFF 350 mm à F/D 20 en vitrocéramique Clearceram a une obstruction de 0.21 et optiquement il tient la route   en visuel sur les planètes cet été , c'était dément !!!!!!

perso je penche plutôt pour le tube ouvert serrurier qu'un tube fermé 

[jean dijon 1 761]

bon je ne vais pas faire durer le plaisir

il y a 39 minutes, chonum a dit :

Un Cassegrain bien sûr !

certe pour avoir le bon F/D mais le secondaire n'est pas aussi facile à faire que cela  mais au niveau champ tu ne peux pas percer un trou suffisant dans le miroir (obstruction) donc cassegrain à F/D=30, comme le dit JP brahic un cassegrain c'est une  tres bonne solution.

Comme le dit Texereau et le rappel LyL le primaire à F6 est une valeur sure

Donc mon projet c'est rien de tout cela c'est de réaliser un télescope de wright adapté au planétaire .

_Le telescope de wright est corrigé de la coma c'est un newton avec des performances de RC

_Donc Primaire à F/6 comme vous l'avez dit pour la qualité optique

_secondaire minimaliste obstruction 0.15 à lamba/30  (Antares mais c'est sur la surface si j'ai bien compris ?)

_lame de fermeture obligatoire pour corriger la coma. Je vous en reparle

voici la simulation:

 

Au niveau cout de fabrication aucun soucis c'est moi qui taille les optiques sauf le plan.

Si je change le secondaire j'ai une camera avec un champ diffraction limited et 1.5 ° de champ!

Alors Apo Killer?

 

jean

[Sébastien Lebouc 1 191]

C'est avec 2 lentilles en entrée?

tolérance de fabrication de ces lentilles?

 

effectivement, c'est top!

mais 2 mètres de long quand même!

[PETIT OURS 24 622]

il y a 10 minutes, jean dijon a dit :

c'est un newton avec des performances de RC

je l'avais sur le bout de langue, mais j'suis timide ...  

[Malik 1 118]

Question de noob, concernant le point 3.

n est ce pas plutôt le contraire ?

j’etais persuadé qu’un tube fermé apporte bien plus de pbm de turbulences du fait d’une très longue mise en température 

 

en fait j en fait les frais avec un C14 acquis récemment. Testé cet été en planétaire, le delta en début de nuit est tellement important que le tube n’arrivait pas à suivre.

 

j en ai conclu qu une ventilation n’est pas seulement nécessaire, elle est indispensable sur ce type de diamètre ou le volume d’air est très important.

 

[jp-brahic 4 075]

"un télescope de wright adapté au planétaire"

je ne connaissais pas cette formule   super projet !!!! je vais suivre çà avec intérêt 

[Invité Cedric03]

Et ça, c'est bon ou pas ? Car c'est un peu ce dont je rêve...

(j'y pige rien mais y'a de belles couleurs)

http://www.mirro-sphere.com/miroir-cassegrain.html

 

Modifié 25 septembre 2019 par Cedric03

[jean dijon 1 761]

il y a 58 minutes, Sébastien Lebouc a dit :

C'est avec 2 lentilles en entrée?

Bonjour Sebastien, non c'est une lame de fermeture style lame de schmidt donc pas plus de surface optique qu'un Newton fermé meme précision qu'une lame de fermeture j'en reparlerai.

 

il y a une heure, Sébastien Lebouc a dit :

effectivement, c'est top!

mais 2 mètres de long quand même

non 1,80m  comme un newton F6, la combinaison fonctionne à F5 mais je cherche la meilleur qualité optique d'où F6

 

il y a 43 minutes, Cedric03 a dit :

Et ça, c'est bon ou pas ? Car c'est un peu ce dont je rêve...

C'est un cassegrain donc F/D >>15 c'est specialisé pour le planétaire mais trés bon Cf les images de Jp Brahic.

 

il y a une heure, Malik a dit :

j’etais persuadé qu’un tube fermé apporte bien plus de pbm de turbulences du fait d’une très longue mise en température 

Bonjour Malik, Il faut ventiller on est d'accord et il faut isoler le tube du bon coté (à l'interieur pas à l'exterieur)

 

jean

[Sébastien Lebouc 1 191]

Schmidt-Newton alors?

ça c'est bien. Et le miroir, sphérique????

[christian viladrich 7 670]

Salut Jean,

 

Il y a mieux : le CDK, car cela te permet de couvrir la bande 300 à 900 nm (donc de Vénus en UV à Jupiter en CH4), et en plus le champ est plan :-)

Voici le design en 355 mm :

 

Le détail de l'analyse ici :

http://astrosurf.com/viladrich/astro/instrument/sensitivity/sensitivity-analysis-CDK355F12.htm

 

Je ne suis pas sûr qu' avoir un tube fermé soit une très bonne idée. Sauf si tu n'as pas d'écart de température entre jour et nuit. Rien ne vaut une structure complètement ouverte pour la HR.

 

Après, il y a bien sûr la question de la facilité de la fabrication. Le correcteur du CDK n'est peut-être pas des plus facile à réaliser.

Modifié 25 septembre 2019 par christian viladrich

[Sébastien Lebouc 1 191]

Pour le delta C°, à mettre en Guyane...

[jean dijon 1 761]

il y a 8 minutes, christian viladrich a dit :

Il y a mieux : le CDK, car cela te permet de couvrir la bande 300 à 900 nm (donc de Vénus en UV à Jupiter en CH4), et en plus le champ est plan :-)

 

Bonjour Christian si je comprends bien c'est un "corrected dall kirkam" le BK7 n'est pas trés transparent dans l'uv si je fait ma lame correctrice en quartz c'est plus transparent  (tu peux faire ton correcteur en quartz) le wright a un champ plan également et l'obstruction est plus faible donc je ne suis pas completement d'accord avec toi en plus l'obstruction est plus faible qu'un cassegrain. Je n'ai pas regardé ce que cela donne à  300nm c'est le sphérochromatisme de la lame qui  sera limitante mais je n'ai pas raisonné à 300nm.  A 400nm il n'y a aucun probleme ni dans l'IR . je vais regarder  dans l'UV.

Par ailleurs personnellement je ne me vois pas tailler un excellent primaire à F3 et mon objectif c'est aussi de tailler l'optique.

 

Au niveau thermique je ne sais pas. Pour l'instant j'ai des télescopes ventillés, il est trés important de supprimer la couche limite au dessus du miroir par contre une fois mis en température si le tube est bien isolé je veux voir. Mon idée est d'isolé thermiquement le tube à l'interieur pas à l'exterieur pour que les parois n'échangent pas avec l'interieur. En début de soirée il faut ventiller en particulier le miroir (de façon tangentielle pour soufler la couche limite) pour qu'il soit pratiquement en température aprés si tout est étanche il ne doit pas y avoir de turbulence interne ni d'effet de parois) les tubes fermés évitent les problemes   

de turbulence de tube. Dans le cas des celestron les parois ne sont pas isolantes et échangent (mal) avec l'interieur. La structure completement ouverte est quand meme sujette à tous les courants d'air. De toute facon il y aura des ventilateurs .

 

il y a 58 minutes, Sébastien Lebouc a dit :

Schmidt-Newton alors?

ça c'est bien. Et le miroir, sphérique????

 

non ce n'est pas un schmidt newton, le miroir est elliptique avec un coefficient de déformation de +1 et le champ plan

 

jean

[JML 1 104]

Il y a 2 heures, jean dijon a dit :

secondaire minimaliste obstruction 0.15 à lamba/30  (Antares mais c'est sur la surface si j'ai bien compris ?)

C' est bon, ça fait lambda/15 sur le front d' onde !

[christian viladrich 7 670]

Salut Jean,

C'est clair que le wright a une obstruction plus faible (avec le primaire à F/6). Pour l'UV, il doit suffire de voir ce qui se passe à 350 nm, les caméras n'étant pas vraiment sensibles en-dessous.

Il faudrait aussi peut-être vérifier la variation de la position du foyer avec la longueur d'onde ? Mais sur la base des spots que tu donnes sur 436 - 694 nm, cela n'a pas l'air de trop bouger. Il faudrait confirmer sur 350-400 nm.

Dans tous les cas, cela devrait faire une bel instrument !