Un test pour apprécier la précision de vos logiciels astronomiques.

[roger15 0]

Je suppose que sur Astrosurf certains Internautes se posent la question suivante : « Quel est le meilleur logiciel de simulation des événements astronomiques ? », et à cette question chacun répond en fonction de ses préférences personnelles.

Mais personne n'évoque le degré de précision dans la simulation des événements reproduits. Mon récent sujet sur les phénomènes mutuels des satellites de la planète Jupiter m'a donné l'idée de faire un comparatif à ce sujet.

Pour cela j'ai recherché deux événements (une occultation totale et une éclipse totale concernant un satellite de Jupiter) lors de la dernière campagne des "Phému" (phénomènes mutuels des satellites de Jupiter) en 2002-2003 et ai comparé les données de l'Institut de Mécanique Céleste et de Calcul des Ephémérides (IMCCE) avec mes logiciels et vous encourage à en faire autant pour tester la précision de vos propres logiciels astronomiques.

1) l'occultation totale de I (Io) par IV (Callisto) le 16 décembre 2002 :

* 1.1) les calculs de l'IMCCE (Annuaire du Bureau des Longitudes 2003, page 231) :

* Début de l'occultation : 02h 08m 17s (Temps Terrestre) soit 02h 07m 13s (Temps Universel Coordonné) ;
* Maximum de l'occultation : 02h 11m 35s (Temps Terrestre) soit 02h 10m 31s (Temps Universel Coordonné).

NB : le "Delta T" (Temps Terrestre moins Temps Universel Coordonné) était de + 64 secondes le 16 décembre 2002 selon le Bureau des Longitudes (64,4 secondes selon "Guide 8" et 65 secondes selon "Cartes du Ciel"), autrement dit il fallait retrancher 64 secondes au Temps Terrestre (appelé ainsi depuis 2001 ; jadis il fut dénommé "Temps des Ephémérides" entre 1960 et 1983, puis "Temps Dynamique" entre 1984 et 2000) pour obtenir le Temps Universel Coordonné.

* 1.2) Simulation avec le logiciel "Guide 8" :
Lieu d'observation : Observatoire de Paris (02° 20' 11" Est ; 48° 50' 11" Nord ; altitude : 67 mètres).

* début de l'occultation de Io par Callisto : 02h 06m 48 s (UTC) soit 25 secondes d'avance sur les calculs de l'IMCCE ;
* début de l'occultation totale de Io par Callisto : 02h 09m 36 s (UTC) ;
* maximum de l'occultation totale de Io par Callisto : 02h 10m 05 s (UTC) soit 26 secondes d'avance sur les calculs de l'IMCCE ;
* fin de l'occultation totale de Io par Callisto : 02h 10m 33 s (UTC) ;
* durée de l'occultation totale de Io par Callisto : 57 secondes ;
* fin de l'occultation de Io par Callisto : 02h 13m 20 s (UTC).

* 1.3) Simulation avec le logiciel "RedShift 5" :
Lieu d'observation : Observatoire de Paris (02° 20' 11" Est ; 48° 50' 11" Nord ; altitude : 67 mètres).

* début de l'occultation de Io par Callisto : 02h 07m 02 s (UTC) soit 11 secondes d'avance sur les calculs de l'IMCCE ;
* début de l'occultation totale de Io par Callisto : 02h 09m 43 s (UTC) ;
* maximum de l'occultation totale de Io par Callisto : 02h 10m 13 s (UTC) soit 18 secondes de retard sur les calculs de l'IMCCE ;
* fin de l'occultation totale de Io par Callisto : 02h 10m 43 s (UTC) ;
* durée de l'occultation totale de Io par Callisto : 60 secondes.
* fin de l'occultation de Io par Callisto : 02h 13m 26 s (UTC) ;

* 1.4) Simulation avec le logiciel "Cartes du Ciel" :
Lieu d'observation : Observatoire de Paris (02° 20' 11" Est ; 48° 50' 11" Nord ; altitude : 67 mètres).

* début de l'occultation de Io par Callisto : 02h 07m 15 s (UTC) soit seulement 2 secondes d'avance sur les calculs de l'IMCCE ;
* début de l'occultation totale de Io par Callisto : 02h 10m 01 s (UTC) ;
* maximum de l'occultation totale de Io par Callisto : 02h 10m 30 s (UTC) soit seulement 1 seconde d'avance sur les calculs de l'IMCCE ;
* fin de l'occultation totale de Io par Callisto : 02h 10m 59 s (UTC) ;
* durée de l'occultation totale de Io par Callisto : 58 secondes ;
* fin de l'occultation de Io par Callisto : 02h 13m 42 s (UTC).

Le logiciel "Cartes du Ciel" est donc extraordinairement précis pour une occultation mutuelle !…

* 1.5) Simulation avec le logiciel "Winstar" :
Lieu d'observation : Observatoire de Paris (02° 20' 11" Est ; 48° 50' 11" Nord ; altitude : 67 mètres).

Aucune occultation n'apparaît…

* 1.6) Simulation avec le logiciel "Stellarium" :

Aucune occultation n'apparaît…

2) l'éclipse totale de II (Europe) par l'ombre de III (Ganymède) le 20 juillet 2003 :

* 2.1) les calculs de l'IMCCE (Annuaire du Bureau des Longitudes 2003, page 233) :

* Début de l'occultation : 20h 30m 44s (Temps Terrestre) soit 20h 29m 40s (Temps Universel Coordonné) ;
* Maximum de l'occultation : 20h 38m 26s (Temps Terrestre) soit 20h 37m 22s (Temps Universel Coordonné).

* 1.2) Simulation avec le logiciel "Guide 8" :
Lieu d'observation : Observatoire de Paris.

* début de l'éclipse de Europe par l'ombre de Ganymède : 20h 32m 36 s (UTC) soit 2 minutes 56 secondes de retard sur les calculs de l'IMCCE ;
* début de l'éclipse totale de Europe par l'ombre de Ganymède : 20h 37m 28 s (UTC) ;
* maximum de l'éclipse totale de Europe par l'ombre de Ganymède : 20h 37m 45 s (UTC) soit 23 secondes de retard sur les calculs de l'IMCCE ;
* fin de l'éclipse totale de Europe par l'ombre de Ganymède : 20h 38m 01 s (UTC) ;
* durée de l'éclipse totale de Europe par l'ombre de Ganymède : 33 secondes ;
* fin de l'éclipse de Europe par l'ombre de Ganymède : 20h 42m 56 s (UTC).

* 1.3) Simulation avec le logiciel "RedShift 5" :
Lieu d'observation : Observatoire de Paris.

Aucune éclipse d'Europe n'est hélas visualisée….

* 1.4) Simulation avec le logiciel "Cartes du Ciel" :
Lieu d'observation : Observatoire de Paris.

Aucune éclipse d'Europe n'est hélas visualisée….

* 1.5) Simulation avec le logiciel "Winstar" :
Lieu d'observation : Observatoire de Paris (02° 20' 11" Est ; 48° 50' 11" Nord ; altitude : 67 mètres).

Aucune éclipse d'Europe n'est hélas visualisée….

* 1.6) Simulation avec le logiciel "Stellarium" :

Aucune éclipse d'Europe n'est hélas visualisée….

Merci de me faire savoir si vos autres logiciels astronomiques arrivent ou non à visualiser une éclipse d'un satellite de Jupiter par l'ombre d'un autre satellite.

Moralité : le meilleur logiciel (hélas payant) est "Guide 8", et sinon, le plus performant des logiciels gratuits est "Cartes du Ciel".

"Stellarium" est certes le logiciel (gratuit) le plus agréable à regarder lorsqu'on débute, mais ensuite…

Vos logiciels permettent-ils la visualisation des "Phésat" ?

Je vous propose un deuxième test, encore plus redoutable que celui sur les phénomènes mutuels des satellites de Jupiter (Phému), pour apprécier la précision de vos logiciels astronomiques : celui sur les phénomènes mutuels des satellites de Saturne (Phésat). Jusqu'ici il n'y a eu qu'une campagne de "Phésat" : la campagne "Phésat 95". Hélas, en 1995 le phénomène Internet n'était pas encore très répandu et le Service de Calcul du Bureau des Longitudes (qui ne prendra le nom d'IMCCE qu'avec le décret du 2 juin 1998) n'avait pas encore de site Web (mais seulement un service Minitel 3616 code BDL), aussi vous ne pourrez pas trouver la liste des Phésat de 1995 sur la toile, mais seulement dans l'Annuaire du Bureau des Longitudes pour 1995, pages 230 à 236.

J'ai donc recherché une occultation totale et une éclipse totale d'un satellite de Saturne par un autre, et ai simulé de nouveau ces deux phénomènes avec mes logiciels payants et gratuits. Voici ce que cela donne. Merci de nous dire si vos logiciels (spécialement pour l'éclipse totale) permettent également ces simulations.

1) l'occultation totale de II (Encelade) par III (Téthys) le 25 août 1995 :

* 1.1) Les prévisions du service des calculs et de Mécanique Céleste du Bureau des Longitudes (BDL) (Annuaire du Bureau des Longitudes 1995, page 232 [phénomène n° 44]) :

* Maximum de l'occultation : 01h 48m 43s (Temps Universel Coordonné) ;
* Durée : 85 secondes (1 minute et 25 secondes).

* 1.2) Simulation avec le logiciel "Guide 8" (zoom maximum : niveau 20) :
Lieu d'observation : Observatoire de Paris (02° 20' 11" Est ; 48° 50' 11" Nord ; altitude : 67 mètres).

* début de l'occultation de Encelade par Téthys : 01h 47m 59 s (UTC) ;
* début de l'occultation totale de Encelade par Téthys : 01h 48m 35 s (UTC) ;
* maximum de l'occultation totale de Encelade par Téthys : 01h 48m 41 s (UTC), soit seulement 3 secondes d'avance sur les calculs du BDL ;
* fin de l'occultation totale de Encelade par Téthys : 01h 48m 47 s (UTC) ;
* durée de l'occultation totale de Encelade par Téthys : 12 secondes ;
* fin de l'occultation de Encelade par Thétys : 01h 49m 24 s (UTC).
* durée totale de l'occultation de Encelade par Thétys : 1 minute et 25 secondes, soit exactement, à la seconde près, la durée calculée par le BDL !!!...

* 1.3) Simulation avec le logiciel "RedShift 5" (zoom maximum : 9 999) :
Lieu d'observation : Observatoire de Paris.

Maximum de l'occultation de Encelade par Téthys à 01h 48m 43s, soit exactement la valeur calculée par le BDL. En revanche, ni les horaires du début ni ceux de la fin de l'occultation ne peuvent être visualisés, vu la petitesse des deux images…

* 1.4) Simulation avec le logiciel "Cartes du Ciel" (zoom maximum) ;
Lieu d'observation : Observatoire de Paris.

* début de l'occultation de Encelade par Thétys : 01h 47m 48 s (UTC) ;
* début de l'occultation totale de Encelade par Thétys : 01h 48m 21 s (UTC) ;
* maximum de l'occultation totale de Encelade par Thétys : 01h 48m 30 s (UTC), soit 13 secondes d'avance sur les calculs du BDL ;
* fin de l'occultation totale de Encelade par Thétys : 01h 48m 39 s (UTC) ;
* durée de l'occultation totale de Encelade par Thétys : 18 secondes ;
* fin de l'occultation de Encelade par Thétys : 01h 49m 11 s (UTC).
* durée totale de l'occultation de Encelade par Thétys : 1 minutes 23 secondes, soit seulement deux secondes de moins que la durée calculée par le BDL.

Conclusion : les logiciels "Guide 8" et "Cartes du Ciel" sont donc extraordinairement précis pour la simulation d'une occultation mutuelle !…

2) l'éclipse totale de II (Encelade) par V (Réa) le 27 novembre 1995 :

* 1.1) Les prévisions du service des calculs et de Mécanique Céleste du Bureau des Longitudes (BDL) (Annuaire du Bureau des Longitudes 1995, page 236 [phénomène n° 121]) :

* Maximum de l'occultation : 20h 20m 00s (Temps Universel Coordonné) ;
* Durée : 620 secondes (10 minutes et 20 secondes).

* 2.2) Simulation avec le logiciel "Guide 8" (zoom maximum : niveau 20) :
Lieu d'observation : Observatoire de Paris (02° 20' 11" Est ; 48° 50' 11" Nord ; altitude : 67 mètres).

* début de l'éclipse de Encelade par Réa : 20h 16m 50 s (UTC) ;
* début de l'éclipse totale de Encelade par Réa : 20h 19m 16 s (UTC) ;
* maximum de l'éclipse totale de Encelade par Réa : 20h 19m 57 s (UTC), soit seulement 3 secondes d'avance sur les calculs du BDL ;
* fin de l'éclipse totale de Encelade par Réa : 20h 20m 38 s (UTC) ;
* durée de l'éclipse totale de Encelade par Réa : 1 minute et 22 secondes ;
* fin de l'éclipse de Encelade par Réa : 20h 23m 12 s (UTC).
* durée totale de l'éclipse de Encelade par Réa : 6 minutes et 22 secondes, soit 3 minutes 58 secondes de moins que la durée calculée par le BDL.

* 1.3) Simulation avec le logiciel "RedShift 5" (zoom maximum : 9 999) :

Aucune éclipse d'Encelade n'est visualisée…

* 1.4) Simulation avec le logiciel "Cartes du Ciel" (zoom maximum) :

Aucune éclipse d'Encelade n'est visualisée…

Conclusion : seul le logiciel "Guide 8" permet la simulation d'une éclipse d'un satellite de Saturne par un autre.

Ceux qui voudraient en savoir plus sur le logiciel "Guide 8", de Bill Gray, devront consulter le site Internet suivant : http://www.projectpluto.com/

Et enfin les phénomènes mutuels des satellites d'Uranus ?

La condition principale pour qu'un phénomène mutuel mettant en cause des satellites d'Uranus ("Phéura") serait que l'équateur de cette planète soit aligné avec le nôtre. Ce qui ne se produit hélas que très, très, rarement…

Et puis il faut savoir qu'on arrive à des dimensions angulaires très petites. Ce soir (jeudi 9 août 2007) :
* Uranus a un diamètre angulaire de 3",67 ;
* I (Ariel) a un diamètre angulaire de 0",08 ;
* II (Umbriel) a un diamètre angulaire de 0",09 ;
* III (Titania) a un diamètre angulaire de 0",11 ;
* IV (Obéron) a un diamètre angulaire de 0",12 ;
* V (Miranda) a un diamètre angulaire de 0",12.
[Données du logiciel "Guide 8"]

Quand l'équateur d'Uranus est-il parfaitement aligné avec l'équateur terrestre ? Eh bien, vu que la période orbitale de la planète découverte par William Herschel est de 84 ans, tous les 42 ans le plan de la Terre croise celui de l'équateur d'Uranus, et donc de son équateur, et donc de ses anneaux. Cela s'est produit en 1965.

Or 1965 + 42 = 2007. Donc, bonne nouvelle, Uranus va être cette année bien inclinée, exactement dans le plan de l'équateur de la Terre. En fait l'équateur d'Uranus va par trois fois, le 2 Mai 2007, le 16 Août 2007 et le 20 Février 2008 être parfaitement incliné avec la Terre. Vu qu'Uranus sera en opposition avec le Soleil le 9 septembre 2007, l'alignement du 16 août 2007 sera très favorable.

Bien entendu seuls les plus gros télescopes du monde pourront tenter leur chance…

Pour les amateurs, équipés de télescopes de très très grands diamètres, peut être pourront-ils tenter d'observer une occultation d'un satellite d'Uranus par un autre. Une éclipse ne serait bien entendu pas visible…

L'IMCCE indique par exemple que le 6 août 2007 à 01h 08m 25s (TU) Obéron occulte Umbriel pendant 2 334 secondes (38 minutes et 54 secondes).

J'ai fait la simulation avec "Guide 8" (zoom maximum : 20 soit 1" de champ pour tout l'écran) pour l'Observatoire de Paris :
* début de l'occultation d'Umbriel par Obéron : 00h29 (une précision à la seconde serait impossible pour ce logiciel) ;
* milieu de l'occultation d'Umbriel par Obéron : 00h45 ;
* fin de l'occultation d'Umbriel par Obéron : 01h04 ;
* durée totale de l'occultation : 35 minutes.

C'est là qu'on voit que les logiciels du commerce sont largement impuissants face aux puissants calculateurs du service de calcul du Bureau des Longitudes…

Ceux qui voudraient en savoir plus sur les "Phéura" 07 peuvent consulter les deux sites Internet de l'IMCCE suivants : http://www.imcce.fr/page.php?nav=fr/observateur/campagnes_obs/pheura07
ftp://ftp.imcce.fr/pub/ephem/satel/pheura07/visibility/visi_paris.txt

Roger 15.

PS : bien entendu des phénomènes mutuels des satellites de Neptune ("Phénep") ne pourraient être observés que par des télescopes en orbite ou par des sondes spatiales…

[Lopez_Alain 242]

Bonjour

Un test passionnant, un sacré boulot de recherche.
Merci pour toutes ces infos.
A+ Alain

[Marc Delcroix 1 390]

Bonjour Roger,

Ton test est très intéressant pour vérifier la précision des différents logiciels ... Cartes du Ciel s'en sort tout compte fait plutôt bien.

Pour ce qui est des éphémérides, dès que j'ai besoin de précision j'en suis à utiliser ceux de l'IMCCE ou du JPL ...

Marc
http://astrosurf.com/delcroix

[yfic17 0]

Merci Roger pour ce test.
Je viens d'essayer le test de l'occultation de Io par Callisto avec la version démo de Coelix.
Début de l'occultation à 2h06mn58s TU
Début de l'occultation totale à 2h09mn35s TU
Je n'ai pas le maximun
Fin de l'occultation totale à 2h10mn29s TU
Fin de l'occultation de Io à 2h13mn15s TU
Toutes les heures sont données par approximation d'une visualisation dans un oculaire avec un grossissement de 1750 fois.
Pour le deuxième test, je n'ai pas la projection des ombres des satellites sur d'autres satellites, seulement sur Jupiter.

[le Chab 0]

Bonjour Roger
Je viens de tester sur un logiciel que j'avais totalement oublié:Astrosky ,un freeware;
pour l'occultation du 16/12/2002

début de l'occultation 02h08; maximum 02h11 TU la précision ne descent pas à la seconde mais pour moi ça suffit
Je suis égalementsurpris par "carte du ciel" je l'avais abandonné car je ne le trouvais pas covivial...

J'attends plus d'info sur coelix avant de me l'offrir......
Bon ciel @+
CHAB