brizhell

Hypertelescope : on a besoin de tous le monde !!

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J'ai l'impression que les senseur les plus récents sont plutôt à pyramide. C'est ce qu'il y aura sur l'EELT, c'est plus sensible. C'est ce qu'il y a sur SPHERE par exemple.
D'ailleurs je n'ai pas encore compris le principe. Ce que je comprends c'est que l'on projette sur le capteur 4 images du front d'onde. C'est quoi l'idée ensuite ? Il y a un décalage de phase entre eux je suppose ? C'est une sorte de Roddier amélioré ?

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Non, sur sphere c'est un SH (40x40). Il n'y a en ce moment aucune pyramide installee au VLT. Mais c'est vrai que certains instruments de E-ELT seront a pyramide. La pyramide offre des avantages indiscutable en terme de perf mais est plus difficile a mettre en place qu'un SH. C'est un choix aux parametres multiples.

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Cher Weakflowe, l'intervention où je parle d'un piston est page 7 le 4 juillet à 23:06, je me cite : "Chaque sous-pupille est équipée d'un correcteur fonctionnant avec 3 actuateurs (et non pas un piston)." (tu noteras que je n'ai pas modifié mon message original).
Quant au terme piston je t'aide à le trouver ici :
. sur wikipedia : https://fr.wikipedia.org/wiki/Optique_adaptative
extrait :
quote:
En optique adaptative, on utilise alors un analyseur de front d'onde pour estimer la perturbation due à l'atmosphère, puis l'on déforme un miroir (grâce à un système de pistons) de manière à compenser exactement cette perturbation.

. ou là par exemple un peu partout dans cette thèse :
quote:
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011313/file/version_10_janvier.pdf

Même si mon terme n'est pas parfaitement approprié la question est de répondre si POUR L'HYPERTELESCOPE DE L'UBAYE l'OA sera plus facile que sur un télescope classique. J'aurai tendance à répondre non, mais tu me corriges gentiment si je me trompe, parce que pour un même nombre de photons qui arrivent sur la pupille il faudra décider de trois consignes (pour les 3 actuateurs) au lieu d'une consigne pour le pis... euh ... l'actuateur d'un miroir déformable.

J'avais une question que je voulais poser depuis longtemps : est ce qu'un analyseur de front d'onde Shack-Hartmann est adapté à l'hypertélescope de l'Ubaye et sinon quel analyseur faut-il utiliser ?
Bisous

Cher brizhell,
Pour quelle ouverture et quelle focale est fait le correcteur de Mertz que tu montres en photo.
Celui dont j'ai montré le dessin est aussi d'Antoine Labeyrie pour la même focale que l'hypertélescope de l'Ubaye (100m) mais pour une ouverture plus faible f/D=1 au lieu de 0,5.
Autre exemple penses tu que Labeyrie aurait prévu un miroir de 8m dans son "ballon stabilisé" s'il pouvait faire plus petit (sur le même document de cours page 14) :

Tu auras noté que le F/D est plus petit F/D=2,4 pour F= 1000m (c'est sur la page suivante, je la montre si tu veux). Rapporté au 100 m de focale de l'Ubaye ça nous mène à un diamètre de 80 cm ce qui commence à devenir raisonnable MAIS avec un F/D=2,4 soit un diamètre de l'hypertélescope de 41 m. Et oui, l'écart à rattraper croit comme la puissance 3 du F/D ...

J'attends donc que tu me donnes les diamètres du correcteur de Mertz pour le futur hypertélescope de l'Ubaye de 100m de focale et de 200m de diamètre soit un F/D de 0,5.

Dans l'attente ... sans rancune

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Super la source wikipedia, je me demandais combien de temps tu allais mettre à la trouver

Tu l'as lue la thèse dont tu donnes le lien ? Ce qui est décrit est un mouvement de piston et non pas un système de piston. Ce qui fait ce mouvement est un actuateur (ou un actionneur en meilleur français). Il s'agit d'un piezoélectrique et non pas d'un piston, mais ce piezo a un mouvement de piston. Tu vois la différence entre un piezo et un piston ou bien il te faut un dessin ?
Donc toujours point de piston dans nos grands télescopes. Le jour où on corrigera la turbu avec un V12 turbo ça se saura. Quoi que vu comment ça vivre, en mettant ça en opposition de phase avec le ciel il y a peut être quelque chose à creuser

quote:
tu me corriges gentiment si je me trompe, parce que pour un même nombre de photons qui arrivent sur la pupille il faudra décider de trois consignes (pour les 3 actuateurs) au lieu d'une consigne pour le pis... euh ... l'actuateur d'un miroir déformable.

Il t'a été expliqué ce que ça a de plus simple. Ce n'est pas la peine que les gens de répondent visiblement.

On ne peut pas faire boire un âne qui n'a pas soif, dit-on.
Si tu ne veux pas comprendre les atouts de ce concept à quoi ça sert de trainer encore ici ? Ah oui c'est vrai j'avais oublié, ta motivation c'est de dénigrer gratuitement et sans raison. L'hypertélescope est une "arnaque" selon toi. Ça il faut l'encadrer tellement c'est énorme

[Ce message a été modifié par jldauvergne (Édité le 07-07-2016).]

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@ChiCyg
Le 4 juillet à 23h06 en effet tu dis bien la phrase : "(et non pas un piston)"
Le même 4 juillet un peu plus tot, à 18h29, jldauvergne dit dans son message : "le défaut de turbulence prépondérant c'est du piston"

Ne va pas chercher très loin, c'est le message juste au dessus du tiens. Ce qui prouve que ton "et non pas un piston" est une réponse à jldauvergne qui a lui introduit le terme piston dans la conversation.

Donc quand tu dis que "Là dessus jldauvergne est parti en vrille" dans ton message du 06/07 à 2016 tu comprends bien qu'en fait, jldauvergne parle d'atmosphère et de piston, toi tu pars en vrille la-dessus en disant que ce sont 3 actuateurs "et non pas un piston" et que par la suite tu veux faire croire le contraire.

Au fait, wikipédia tu peux jeter à la poubelle, c'est écrit par et pour n'importe qui. Je connait des gamins de 14ans qui s'amusent à corriger les pages wikipédia du haut de leur savoir et leur expérience.

@jldauvergne.
J'ai travaillé deux ans et demi dans l'équipe du WFS pyramidal.
En fait dans le plan image ils mettent une pyramide qui sépare les photons en 4 pupilles.

1 2

3 4

ensuite ils somment 1+2 pour obtenir la pupille 12, 3+4 pour obtenir la 34, 1+3 pour obtenir la 13 et 2+4 pour obtenir la 24. (en fait ils somment tous les pixels sur chaque ligne et obtiennent ainsi des vecteurs)

1 2 = 12

3 4 = 34

" "
13 24

De là en intégrant sur des polynômes de Karumen Leuwen (je ne me rappelle plus l'orthographe précise, mais ce sont des Zernike optimisés pour pupilles à obstruction centrale) ils retrouvent les défauts de phase.

Donc c'est un mix entre un SH et un Roddier.

Le seul problème c'est que la pyramide n'est pas parfaitement pointue (et ne le sera jamais). Donc en perdant les informations au centre du plan image (je rappelle que la pyramide est dans le plan image) équivaut à perdre dans le plan pupille des informations de basse fréquences. (optique de Fourier, ChiCyg t'expliquera tout ça).

Pour éviter ça, ils font tourner la pyramide autour de l'axe optique. Du coup chaque face est illuminée presque séparément. Le point crucial c'est le passage sur une arrette, puisque un changement de pente dans le plan image équivaut à une dérivée dans le plan pupille (pour plus d'informations demande à ChiCyg).

Ensuite ils ont trouvé que le SNR s'améliore en fonction de la fréquence de la modulation de rotation de la pyramide, puisque c'est lié au temps de cohérence perturbé par l'atmosphère (tu sais à qui t'adresser pour de plus amples explications).

J'avais écrit le formalisme mathématique de tout ça. Il en résulte un produit de convolution divisé par (i u), i numéro complexe et u variable de fréquence spatiale. Je n'ai pas réussi à synthétiser mieux que ça, j'aurais voulu réussir à enlever le produit de convolution pour avoir une expression plus élégante. Je ne sais pas qui pourrait m'aider ... si tu connais quelqu'un tu pourrais me pistonner ?

Je ne veux pas alourdir le message avec une formule mathématique mais si ça t'intéresse je te l'envoie dans un second moment

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Merci pour ces précisions. C'est moins intuitif que le SH et le Roddier on dirait Je n'ai pas tout compris, mais quand même un peu plus qu'il y a 5 minutes.
Du coup, il faut que le tip-tilt et le piston (du V12 ) soient corrigés avant la pyramide pour que l'image de la psf se forme toujours sur la pointe ? Ou bien ça n'a pas d'importance ?
Je ne suis pas certain d'avoir compris le mouvement de rotation. C'est sur l'axe centre de la base de la pyramide - sommet de la pyramide ? Le capteur situé derrière tourne avec ou bien il reste fixe ?

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J'enlève le "cher", c'est encore te faire trop d'honneur....

quote:
J'avais une question que je voulais poser depuis longtemps : est ce qu'un analyseur de front d'onde Shack-Hartmann est adapté à l'hypertélescope de l'Ubaye et sinon quel analyseur faut-il utiliser ?

Déjà répondu le 27/06 à 15h52 : http://arxiv.org/pdf/1401.1914.pdf

quote:
Pour quelle ouverture et quelle focale est fait le correcteur de Mertz que tu montres en photo.

57m focale 100m. La version à 200m, est a peine plus grande, vu que ce sont des surfaces asphériques.... Mais bon, t'es encore avec ton bateau en papier sur le lac léman et tes règles de 3....

quote:
Autre exemple penses tu que Labeyrie aurait prévu un miroir de 8m dans son "ballon stabilisé" s'il pouvait faire plus petit (sur le même document de cours page 14) :

Oui. Demande lui directement pourquoi (son adresse au Collège de France est toujours valide), ça me fatigue de donner des coups d'épée dans l'eau

quote:
Tu auras noté que le F/D est plus petit F/D=2,4 pour F= 1000m (c'est sur la page suivante, je la montre si tu veux). Rapporté au 100 m de focale de l'Ubaye ça nous mène à un diamètre de 80 cm ce qui commence à devenir raisonnable MAIS avec un F/D=2,4 soit un diamètre de l'hypertélescope de 41 m. Et oui, l'écart à rattraper croit comme la puissance 3 du F/D ...

J'attends donc que tu me donnes les diamètres du correcteur de Mertz pour le futur hypertélescope de l'Ubaye de 100m de focale et de 200m de diamètre soit un F/D de 0,5.


Calcul faux, je t'ai donné les bases pour que tu en conçoive un toi même, j'ai autre chose à faire que de faire les calculs à ta place .... :
posté le 30/06 17h55 : https://www.osapublishing.org/ao/abstract.cfm?uri=o-18-24-4182

quote:
Tu auras noté que le F/D est plus petit F/D=2,4 pour F= 1000m (c'est sur la page suivante, je la montre si tu veux). Rapporté au 100 m de focale de l'Ubaye ça nous mène à un diamètre de 80 cm ce qui commence à devenir raisonnable MAIS avec un F/D=2,4 soit un diamètre de l'hypertélescope de 41 m. Et oui, l'écart à rattraper croit comme la puissance 3 du F/D ...

J'attends donc que tu me donnes les diamètres du correcteur de Mertz pour le futur hypertélescope de l'Ubaye de 100m de focale et de 200m de diamètre soit un F/D de 0,5.


quote:
Dans l'attente ... sans rancune

Quitte a ce que l'on considère que je me fait un peu exploser les chevilles, mais ma réflexion inclu Weakflowe, JLD et quelques autres qui comprennent ce dont on parle, il faudrait que tu te rende compte que l'on ne joue pas dans la même cour....

Définition de cuistre (sous wikipédia, désolé mais peut pas m'en empêcher) : Savant autoproclamé dont l’étroitesse d’esprit est aggravée par la prétention à briller et le manque de finesse.

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Le TT n'est pas corrigé en amont, et ça n'a pas d'importance vu qu'il ne faut pas que la PSF se forme sur la pointe!

L'idée de la rotation c'est justement pour éviter que la PSF arrive sur la pointe de la pyramide.

La rotation se fait en maintenant le centre de la base sur l'axe optique et faisant tourner la pointe autour de l'axe optique.

Je crois que seule la pyramide bouge, le reste est fixe.

Ce papier est assez pédagogique, on y voit des simu sans modulation et avec. http://www.first-light.fr/wp-content/uploads/2015/02/SPIE_2014_Paper_9148_208.pdf


Ici tu verras les 4 pupilles ainsi que les 12 et 34 en vrai, pas en simu!! http://www.ing.iac.es/PR/newsletter/news10/ins3.html

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ah ok, je crois que je vois mieux. Du coup il faut que le décalage par rapport à la pointe soit non négligeable pour que le tilt ne ramène pas l'image dessus j'imagine.
Ca veut dire aussi que les 4 images ne se forment pas simultanément et donc qu'il faut les former en un temps bien inférieur au temps de cohérence de la turbu. C'est bien ça ? Du coup ça tourne à quelle vitesse typiquement, ça doit être infernal !

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Je crois que ça tourne à 1khz
Il ne faut pas tour er trop vite non plus sinon on perd en SNR

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Je n'imaginais pas le système aussi pointu. Comment font-ils pour faire tourner aussi vite et gérer l'échauffement ? Sans parler de l'alignement de la pyramide alors quelle est mobile. Ça doit être un beau casse tête pour ingénieur.

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Je vais répondre alors. La pyramide ne bouge pas, on déplace le faisceau sur le sommet de à pyramide au moyen d'un miroir tiptilt dans le plan pupille. Comme cela on peut moduler la fréquence et l'amplitude de la modulation. La ou le système est plus performant que les autres, c'est quand modulant l'amplitude on s'adapte au seing et on gagne en performance. Sur un SH pour faire la même chose il faudrait changer la focale des microlentilles, ce qui est impossible. Un SH est dessiné pour un seing moyen, en dehors duquel sa performance n'est pas optimale. La pyramide s'adapte. Et quand on sait que le seing peut varier d'un ordre de grandeur ceci est un avantage de poid.
Je crois aussi (à vérifier) que l'on peut faire du binning avec la pyramide, ce qui est un énorme avantage pour les etoiles faibles et aussi la couverture de champ. Pas possible avec un SH. Pour faire la même chose il faudrait changer le nombre de sous ouvertures c'est à dire de microlentilles.

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Quand on voit l'attitude passée de Hillary Clinton envers l'exploration spatiale, par exemple ici : http://www.spacepolitics.com/2007/10/05/looking-for-winners-and-losers-in-clintons-space-policy/
On peut être quasiment certain qu'elle n'a aucune intention de promouvoir une mission habitée sur Mars. Elle est en faveur de l'espace 'utile'... Et quoi de plus inutile qu'une mission habitée vers Mars, après le succés des missions robotiques ?
Pour d'autres raisons, il est à parier qu'on arriverait au même résultat avec Trump.
D'une facon comme d'une autre, les prochaines décennies vont être très dures économiquement et le rêve de mission habitée vers Mars va se transformer en missionette au rabais sur la Lune, c'est une quasi certitude pour moi. Je l'ai dit avant, la NASA va se retrouver avec 1 ou 2 gros lanceurs sans autre utilité que de lancer une minibase sur la Lune.

J'ai posé la question plusieurs fois mais je n'ai pas eu de réponse claire, je la repose donc: n'y a t-il aucune place pour un projet d'hypertelescope sur la Lune coté face cachée ?

Cela n'a pas l'air très lourd, l'hyperbazar, ni très cher non plus. Cela doit tenir dans une enveloppe très en dessous des 100 millions de dollars, surtout si les Français ont déjà fait le development et il faut avouer que d'imager des exoplanètes, c'est très vendeur médiatiquement.

Alors cela vaut le coup ou pas ?

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Pourquoi le mettre sur la Lune ? Sur la Lune ton chiffrage ne vaut pas mieux que le chiffrage initial à 500 millions du JWST. Ce serait vraiment hyper plus coûteux. Rajoute 2 zéros et le compte ne sera peut être toujours pas bon.
Dans l'espace en revanche, là il faut voir.

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@jldauvergne

Je sais que la Lune n'est pas l' endroit optimal, la poussière, tout ça... on me l'a déjà dit, mais je me place dans la perspective de la disponibilté d' une minibase lunaire habitée, avec la possibilité de déposer plusieurs tonnes pour des projets de recherche. Toute l'infrastructure est là et le lanceur est déjà payé.

Comme je l'ai dit plus haut, il s'agit simplement d'une conséquence politique. Soit la NASA utilise les un ou deux lanceurs lourds qui seront probablement disponibles en 2020 pour déposer quelque chose sur la Lune, soit on les laisse rouiller en attendant la mission martienne vers...

Donc, dans le cas d'un appel d'offre pour projet scientifique sur la Lune, Un hypertelescope serait intéressant ou pas ?

PS: je me place aussi dans l'hypothèse que la NASA n'utilise pas ces fusées pour un 'fly by' habité autour de Mars ou d'un asteroide.


[Ce message a été modifié par Richard Guillaume (Édité le 07-07-2016).]

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Pour lancer un télescope spatial il faut un lanceur lourd de toute façon. Mais je ne vois pas du tout pourquoi le mettre sur la Lune. Se poser sur la Lune est très gourmand en énergie, et surtout techniquement je pense que ça n'apporte rien. Sans aller sur la Lune il est possible d'envoyer plus de charge utile et donc un hypertélescope avec plus de sous pupilles.

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Monsieur jldauvergne, je suis tout a fait d'accord avec vous sur les aspects techniques, mais ce n'est pas ce que je voulais dire.

Je parle de politique spatiale aux USA et de ses conséquences. En particulier il est très possible qu'une mission lunaire remplace le projet de vol habité Martien à court terme. C'est moins cher, cela redore le blason etc.
Bref, la NASA pourrait conclure : "Avec ce budget, vous avez une petite station semi-permanente sur la Lune, c'est ça ou rien pour les 20 prochaines années". Et donc vous avez une petite station lunaire, plus une dizaine de tonnes disponible pour des projets de recherche.
A partir de là il est possible que la NASA soit intéressée par un hypertelescope sur la Lune, pourquoi pas ? je ne sais pas , je pose simplement la question.

Je ne dis pas non plus que, si c'était le cas, la NASA désirerait forcément associer toute l'équipe Labeyrie à ce projet. Cela serait plus probablement un hypertelescope made in USA, mais l'équipe labeyrie serait certainement consultée j'imagine. Je voudrais simplement savoir s'il y a un quelconque intérêt à installer un hypertelescope dans un cratére lunaire (forcément plus petit que 100 km) quand l'opportunité se présente et que le lanceur est déjà payé ?

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Oui mais non, il n'y a pas de projet de station lunaire permanente. Ce qui est dans les tuyaux en revanche c'est d'aller vers un astéroïde et revenir. Mais je ne sais pas si ça se fera.

Même pour une base lunaire permanente je pense que la NASA n'a pas le financement. Il n'y a pas non plus trop d’intérêt sauf s'entrainer à aller sur Mars un jour. Avoir le lanceur ne suffit pas.

Astronomiquement je ne vois pas trop l’intérêt non plus. Si tu veux le noir en permanence, il faut aller aux pôles, mais dans ce cas, tu perds une partie du ciel et je pense que ça complique les communications avec la Terre. Ailleurs sur la Lune, tu passes la moitié du temps en plein Soleil, donc tu perds la moitié du temps (un peu moins au fond de certains cratères proches des pôles). Il est donc préférable de mettre ce genre de télescope au point de Lagrage L2.

Mais franchement, je crois que l'idée d'hypertélescope n'est pas mûre encore pour les agences spatiales. Pour le moment ça parle plutôt de successeur de Hubble, et certains pensent aussi déjà au remplacement du JWST.

A la NASA, les idées d'interféromètrie spatiales on sans cesse été repoussées ultérieurement sans date, jusqu'à une annulation du programme TPF pure et simple en 2011. Je pense qu'il faudra que ces idées fassent leurs preuves au sol avant d'aller dans l'espace. Pour l’interférométrie classique c'est fait. Pour l'hypertélescope on n'y est pas.
Labeyrie travail pour du très long terme je pense. Il se sera écoulé plus de 25 ans entre Hubble et le JWST. La gestion de projet du JWST est un exemple de ce qu'il ne faut pas faire, donc supposons que la NASA en tire les leçons, il faudra 15 ans au mieux pour voir son remplaçant, et je ne pense que pas que celui-ci sera un interféromètre. Soit un télescope avec un miroir parapluie en forme d'anneau de 15 à 20 m, soit un télescope légo à miroir segmenté en partant de 2 miroir de 6 m auquel il sera possible d'en ajouter d'autres petit à petit pour monter à 20 m. L'interféromètre ou l'hypertélescope ce sera la génération d'après encore. A moins qu'entre temps la ESA ou la Chine s'en saisissent. La Chine n'a pas le savoir faire, l'ESA pourquoi pas si elle décide de se doter des moyens nécéssaires. Tout ça pour dire que à mon avis il ne faut pas s'attendre à voir un tel programme dans l'espace avant 20 ans au mieux et plus probablement 30 ans.

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brizhell, tu ne peux pas t'en tirer par une pirouette. Le correcteur de Mertz ci-dessous est la page 9 du cours de Labeyrie http://www.college-de-france.fr/media/antoine-labeyrie/UPL23917_q6.pdf .

Il est calculé pour une focale de 100 m (la même que le télescope de l'Ubaye) pour un diamètre de 100 m. L'hypertélescope de l'Ubaye s'il arrive à un diamètre de 100 m devra embarquer ce correcteur dans sa nacelle avec un miroir M2 sphérique de 3 m 50 de diamètre regardant vers le sol et un miroir asphérique M3 d'environ de 2m70 de diamètre.

Quel sera le diamètre du correcteur pour le diamètre de l'hypertélescope de l'Ubaye lorsqu'il sera porté à 200 m ? Je suppose que cela a été calculé, non ?

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quote:
A la NASA, les idées d'interféromètrie spatiales on sans cesse été repoussées ultérieurement sans date, jusqu'à une annulation du programme TPF pure et simple en 2011

La même chose est arrivée à son homologue européen Darwin https://en.wikipedia.org/wiki/Darwin_(spacecraft)

C'est quoi le problème, le prix ou la faisabilité ?
Si c'est le prix, alors quelles sont les chances de l'hypertelescope ?

quote:
Antoine Labeyrie has proposed a much larger space-based astronomical interferometer similar to Darwin, but with the individual telescopes positioned in a spherical arrangement and with an emphasis on interferometric imaging. This Hypertelescope project would be much more expensive and complex than the Darwin and TPF missions

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Pour la question: Lune vs Espace, il me semble avoir vu passer l'info dans ce fil de discussion qu'on ne sait pas encore maintenir plusieurs satellites à une distance fixe avec une grande précision. Est-ce que c'est seulement pour des satellites en orbite ou bien ce problème s'appliquerait aussi pour une flottille de miroirs au point L2 ?

Si c'est le cas, ça serait un avantage pour la Lune. Avec une surface en dur, on peut contrôler précisément la position des différents miroirs les uns par rapport aux autres (en supposant que le sol Lunaire s'y prête).

quote:

Astronomiquement je ne vois pas trop l’intérêt non plus. Si tu veux le noir en permanence, il faut aller aux pôles, mais dans ce cas, tu perds une partie du ciel et je pense que ça complique les communications avec la Terre. Ailleurs sur la Lune, tu passes la moitié du temps en plein Soleil, donc tu perds la moitié du temps (un peu moins au fond de certains cratères proches des pôles). Il est donc préférable de mettre ce genre de télescope au point de Lagrage L2.

J'ai toujours cru naïvement que l'absence d’atmosphère permettait de faire de l'observation que le soleil soit au dessous ou au dessus de l'horizon sur la Lune. J'imaginais que peut-être un simple petit part-soleil sur un petit bras articulé pour protéger le miroir suffirait pour observer pendant le 'jour'. Ce n'est pas le cas ?

Dans tous les cas, c'est sur que de déposer tout ce matos sur la Lune c'est gourmand en énergie ! Et une fois sur place, il faut des bonzomes (ou des robots super balaises) pour tout mettre en place. Alors que dans l'espace, on envoie la commande au moteur de pousser un peu à droite, un peu a gauche, et paf, le télescope est en place. Ça me semble plus simple et plus élégant comme solution, mais j'avoue ne pas maîtriser du tout les contraintes techniques associées au différentes options.

jf

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