Focale de l'ELT ?

[Gamma 16]

 

 

Bonjour à tous

 

Le dôme de l'ELT mesurera environ 79 mètres de haut.

Or la focale sera de 743 m…

Où est l'erreur ? A moins que le tube soit d'un genre particulier comme un Cassegrain ou un Newton ?

Merci

Modifié 28 septembre 2022 par Gamma

[apricot 1 416]

En configuration Nasmyth la focale est >> à la hauteur du télescope

voir:

https://fr.wikipedia.org/wiki/Télescope_géant_européen#/media/Fichier:Nasmyth-configuration-E-ELT.png

[Gamma 16]

Merci apricot  mais je ne comprends pas bien cette différence entre 743 et 79 m…

[Alain MOREAU 7 316]

Euh... 

Un simple C14 focalise en moins de 80cm de long pour une focale de 4m : ça ne te surprend pas cela aussi ?

Une illustration du faisceau optique de l’ELT vaut mieux qu’un long discours :

 

[Discret68 1 269]

Il y a 3 heures, Alain MOREAU a dit :

Un simple C14 focalise en moins de 80cm de long pour une focale de 4m : ça ne te surprend pas cela aussi ?

 

Oui, et ???? C'est bien de faire une analogie, mais pourquoi une telle configuration donne t'elle ce résultat ?

 

Si je m'attarde sur ton commentaire, qui n'est en aucun cas une explication, à titre de comparaison, un C8 qui a un rapport f/d global de 10 est composé de 2 miroirs (1 concave et 1 convexe) ayant chacun un rapport f/d de 2. Comment arrive t'on a avoir un rapport f/d de 10 avec 2 miroirs de f/d de 2 ? That is the question ?

 

Il y a 4 heures, Alain MOREAU a dit :

Une illustration du faisceau optique de l’ELT vaut mieux qu’un long discours :

 

Ben non, ce schéma n'apporte aucune explication sur le pourquoi de la longueur focale de ce télescope. Il montre simplement (et surtout partiellement) comment est constitué le train optique du télescope.

 

Il serait plus pertinent de connaitre les caractéristiques de chaque miroir (concave/convexe/plan, rapport f/d, distance entre miroirs, ...) et la formule permettant d'obtenir la focale globale. Ou tout au moins d'avoir une explication approchante.

 

En toute modestie, je n'ai jusqu'à présent trouvé que des bribes d'explications. Il y a le site de l'ESO avec une partie spécifique à l'ELT : https://www.eso.org/sci/facilities/eelt/  et notamment la formule optique avec de parcellaires explications : https://www.eso.org/sci/facilities/eelt/telescope/design/

 

[apricot 1 416]

 

[JPP 78 1 073]

Il y a 5 heures, Alain MOREAU a dit :

Une illustration du faisceau optique de l’ELT vaut mieux qu’un long discours :

 

Oui, cette illustration est plus claire que le schéma de l'ESO repris sur Wikipédia.

Ce que je ne comprends pas bien, c'est comment la lumière passe de M2 en M4 via M3...

 

[apricot 1 416]

Il y a un trou dans M4  pour laisser passer le flux de M2 vers M3

 

[Discret68 1 269]

il y a 4 minutes, JPP 78 a dit :

Ce que je ne comprends pas bien, c'est comment la lumière passe de M2 en M4 via M3...

 

En fait, la lumière passe de M2 à ..... M3 via ..... M4 qui est percé en son centre : https://www.eso.org/sci/facilities/eelt/telescope/design/

Les miroirs sont numérotés dans l'ordre de passage de la lumière.

[JPP 78 1 073]

OK, c'est bien ce que je pensais mais je n'en étais pas certain...

[Gilles Pascal 100]

Bonjour,

 

pour répondre à la question de la longue focale d'un Cassegrain, en vrai ce n'est pas un artifice de magie qui fait apparaitre des longueurs là où elles ne sont pas, c'est simplement que le miroir secondaire apporte un grandissement de l'image. Ce grandissement de l'image, ramené au diamètre du miroir primaire, permet alors d'en déduire la focale résultante.

 

Voici un lien vers l'excellent site de Serge Bertorello et notamment le détail des caractéristiques optiques d'un Cassegrain :

 

http://serge.bertorello.free.fr/optique/instrum/cassegrain.html

 

voici la phrase que j'ai isolée pour bien comprendre le principe :

 

"...Considérons par exemple un télescope de Cassegrain dont le miroir primaire est ouvert à F/D=3 et dont le miroir secondaire agrandit 5x l'image. Cet instrument a donc un rapport d'ouverture résultant F/D=15 mais il aura approximativement le même encombrement qu'un télescope de Newton de même diamètre et ouvert seulement à F/D=3. La combinaison de Cassegrain permet donc d'obtenir une grande distance focale sous un encombrement très réduit."

 

 

Cordialement,

Gilles

 

 

[Bruno- 3 965]

Il y a 7 heures, Gilles Pascal a dit :

pour répondre à la question de la longue focale d'un Cassegrain, en vrai ce n'est pas un artifice de magie qui fait apparaitre des longueurs là où elles ne sont pas, c'est simplement que le miroir secondaire apporte un grandissement de l'image. Ce grandissement de l'image, ramené au diamètre du miroir primaire, permet alors d'en déduire la focale résultante.

 

Voilà ! Bien dit ! Il faut bien comprendre que ce n'est pas seulement les allers-retours dans le miroir qui donnent cette longueur focale, mais l'effet agrandissant du secondaire.

 

En théorie, un tube optique de 1 m de long peut très bien avoir 75 m de focale : il suffit de lui mettre le miroir secondaire adapté. (Ou 750 m, hein...)

 

Les télescopes professionnels ne sont plus des Newton comme il y a un siècle, mais des configurations de type Cassegrain, souvent des Ritchey-Chrétien il me semble (comme le Télescope-Spatial). La focale est toujours plus longue que le trajet de la lumière du miroir au foyer.

 

Je pense que Gamma a été surpris parce qu'il s'attendait à ce que la longueur focale soit égale à la longueur du trajet lumineux entre le miroir primaire et le foyer (n'est-ce pas ?)

[JPP 78 1 073]

743/39 = 19

F/19 c'est pas très lumineux !

 

Me trompè-je ?...

[Bruno- 3 965]

Ce n'est pas le F/D qui compte mais l'échantillonnage. Les caméras CCD des pros ont de plus gros pixels que nos jouets (en fait ça fait un petit moment que je ne me suis pas intéressé à la question, mais il y a plus de dix ans c'était le cas, et pourtant nos pixels étaient plus gros que maintenant).

 

Pour un même diamètre, la détectivité sera la même entre une caméra avec des pixels de 3 µm utilisée à F/4 et une caméra avec des pixels de 18 µm utilisée à F/24 (toutes choses étant égales par ailleurs).

Modifié 29 septembre 2022 par Bruno-

[jldauvergne 15 087]

Il ne faut pas oublier aussi quand même que le télescope vise la haute résolution et nous aussi on se met à f/20 pour ça. Sachant que les capteur pros ont des pixels 3 à 5 fois plus gros que les notres il n'y a vraiment rien de fou. 
Là je viens d'utiliser un T300 d'environ 1 m de long à 10 m de focale, ça n'a rien d'extraordinaire. Un secondaire convexe agit comme une barlow.

[AlSvartr 2 922]

Le 9/29/2022 à 05:14, Alain MOREAU a dit :

Une illustration du faisceau optique de l’ELT vaut mieux qu’un long discours :

Ca doit être sympa la collimation, j'espère qu'ils n'ont pas oublié de se procurer un oculaire de collim takahashi et de mettre un point au feutre au centre du secondaire...

[serge vieillard 6 743]

ca doit pas être fondamentalement,t différent de nos engins, juste des étapes supplémentaires >>>> M5 doit se centrer sur M4, puis M4 sur M3, etc....

[Alain MOREAU 7 316]

il y a 53 minutes, serge vieillard a dit :

ca doit pas être fondamentalement,t différent de nos engins, juste des étapes supplémentaires >>>> M5 doit se centrer sur M4, puis M4 sur M3, etc....

 

Tant qu’on n’est pas obligé de bouger M1... 

[Bingocrepuscule 274]

16 hours ago, JPP 78 said:

743/39 = 19

F/19 c'est pas très lumineux !

 

Me trompè-je ?...

 

L'ouverture au foyer ELT est de 17.4 exactement. Pour reference au VLT c'est F15 (Nasmyth) et F13.6 (Cassegrain) qui est un pur RC.

Au Keck je crois c'est similaire.

 

En général c'est un bon compromis par rapport aux interfaces optique est mécaniques. Cette ouverture est à l'interface des instruments, ce qui ne veut pas dire que les ouvertures sur les détecteurs sont les mêmes. Les optiques de relais imagent à toute les ouverture possible, ça va du F1 au F80 en fonction des besoins et de échantillonnage voulu par les besoins scientifiques ou techniques de l'instrument.

Modifié 30 septembre 2022 par Bingocrepuscule

[Optrolight 837]

Il y a 2 heures, Alain MOREAU a dit :

Tant qu’on n’est pas obligé de bouger M1... 

Ben justement on peut le bouger il est composé de plusieurs centaines de miroirs qu'ils faut phaser ensemble avec la bonne courbure....

Sinon pour le sujet initial, est ce que l'auteur de la question a encore des points flous pour lui? 

On a l'impression que c'est les grandeurs en jeux qui pose problème entre la focale du M1 et la dimension du dôme. 

Le schéma d'Alain est assez parlant je trouve. On voit que le duo M1 M2 permet un premier foyer au milieux de M4. Puis un second foyer au niveau de la prefocal station. Lieu d'entrée des instruments. 

Dans le bras haut contraste d'harmonie on à un plan pupille d'entré situé à 48m. Aligner les plans pupilles avec cette valeur n'est pas une mince affaire car pour un plan pupille 48m ou l'infini....

Modifié 30 septembre 2022 par Optrolight

[loulou13 912]

Le 29/09/2022 à 10:54, Discret68 a dit :

En fait, la lumière passe de M2 à ..... M3 via ..... M4 qui est percé en son centre

 

Je ne sais pas :

a) comment vous le percevez de votre côté

b) si c'est une habitude (je veux dire, à part un M1 de cassegrain classique, mais dans ce cas, c'est avant croisement)

 

mais moi, je trouve ça une idée drôlement finaude de positionner M4 au croisement des faisceaux 

 

A ce sujet, une question de nou-nouille : au croisement, si l'optique est parfaite, c'est bien un point qu'on devrait avoir ? en clair, le trou doit juste être dimensionné vs. le diamètre du faisceau à +/- la demi-épaisseur de M4 ?

ou alors on ne se pose même pas de questions, car cette zone centrale est de facto suffisamment largement 'morte' car dans l'ombre créée par l'obstruction  de M2 ?

 

François

 

 

[pierre_charpentier 179]

Il y a 6 heures, loulou13 a dit :

A ce sujet, une question de nou-nouille : au croisement, si l'optique est parfaite, c'est bien un point qu'on devrait avoir ? en clair, le trou doit juste être dimensionné vs. le diamètre du faisceau à +/- la demi-épaisseur de M4 ?

ou alors on ne se pose même pas de questions, car cette zone centrale est de facto suffisamment largement 'morte' car dans l'ombre créée par l'obstruction  de M2 ?

 

François

 

Pour une étoile pile sur l'axe c'est bien un point et donc un petit trou. Mais tu oublies le champ de l'engin qui crée en fait un faisceau  beaucoup plus grand.

 

" The total Nasmyth field of view is limited to 10 arcmin by the dimensions of the way-through hole in M4. The rather large Nasmyth focal ratio is constrained by the backfocal distance, and the location and size of mirrors M4 to M5."

 

En fait là ou tu imagines percer un petit trou du diamètre du faisceau +/- la demi épaisseur de M4,  il faut tenir compte de la focale à cet endroit là et du champ de 10 minutes d'arc donné sur le site ESO.

A vue de nez le miroir M2 fait un grandissement de 3 et donc on passe d'un 39 m à F0,95 à un 39 m à F3. Ca fait déjà 117 m de focale. Un champ de 10 minutes d'arc mesure donc à cet endroit là  340 mm (Tan 10' x 117 m).

 

Donc le trou doit faire dans les 340 mm de diamètre  Minimum (+ correction épaisseur de M4 et conicité du faisceau ) si mes pifométrages ne sont pas loin de la vérité.

 

Quand à l'ombre crée par le trou central et la zone morte, c'est dans la pupille et dans dans le plan image donc on est bien obligés de se poser la question du diamètre du faisceau. Mais là je n'ai probablement pas bien compris ta question.

 

Pierre

Modifié 1 octobre 2022 par pierre_charpentier

[loulou13 912]

@pierre_charpentier ben c'est plus clair comme cela. Je regardais par le petit de la lorgnette   - j'avais oublié qu'en effet, il faut couvrir le champ entier !

mais par contre, il semble que ce soit finalement un trade-off ces 10 arc minutes...non ?

Pour l'obstruction : à l'échelle du M4, lorsqu'il réfléchit le faisceau venant du bas (de M3), l'obstruction de M1 par M2 est supérieure à ces 340mm...c'est bien ça ? = on ne perd rien 'dans ce trou' comme lumière.

 

merci pour tes..lumières, justement.

[pierre_charpentier 179]

Il y a 21 heures, loulou13 a dit :

Pour l'obstruction : à l'échelle du M4, lorsqu'il réfléchit le faisceau venant du bas (de M3), l'obstruction de M1 par M2 est supérieure à ces 340mm...c'est bien ça ? = on ne perd rien 'dans ce trou' comme lumière.

 

Si j'ai bien suivi le schéma optique :

 

M1 concave et M2 convexe fournissent une image à peu près dans le plan de M4

 

M3 est concave et on peut imaginer qu'il reprenne l'image créée  au niveau de M4 (foyer de M1+M2) et ajoute encore du grandissement. M3 étant sans trou, il récupère le flux venant de M1/M2 intégralement.

Le faisceau qui sort de M3 n'est pas un faisceau parrallèle  puisque c'est ce dernier miroir qui  fournit l'image finale à F/D 17.48 au foyer Nasmyth.

 

M4 et M5 sont des plans qui n'ajoutent donc pas de grandissement. Mais effectivement le trou dans M4 fait encore perdre de la lumière.

 

Comme tu l'as dit, le placement de M4 "au foyer" de M1+M2 n'est pas du au hasard, c'est bien là que le trou dans M4 est le plus petit, même s'il est quand même assez gros....

 

Pierre

 

 

Modifié 2 octobre 2022 par pierre_charpentier

[pierre_charpentier 179]

Le 29/09/2022 à 05:14, Alain MOREAU a dit :