Miroir d'un mètre et défauts

[tom 1 151]

Encore une petite question miroir...
Quel est la tolérance en ce qui concerne les défauts de surface pour un miroir d'un mètre de diamètre. Est-ce qu'un lambda/20 est aussi bon qu'un lambda/20 de 250mm ou pas ???

Est-ce qu'un miroir de 1 mètre de diamètre est utilisable s'il est taillé au micromètre prés ???

Merci d'avance

------------------
Thom B
mon site : www.astrosurf.com/bex

[looney 0]

1 µm quelle que soit la surface optique ca fait du 2 Lambdas (par convention 562nm je crois) de précision... Autant dire une sombre (enfin pas sombre si c'est 1m de diametre ) daube. La précision d'une surface optique n'est pas liée au diamètre de celle ci mais aux lois de l'optique géométrique pour la forme globale et interferencielle pour "passer" le moindre défaut dans la tache de diffraction INEVITABLE quelle que soit le dioptre.
On entend souvent des possesseurs de grands diamètres argumenter à grand renfort d'idée recue que leur gros telescope ne donne pas de belles images en planétaire, j'ai même entendu un gars d'un club que je ne citerai pas, annoncer presque fièrement que le 600 du club donnait de moins bonnes images en planétaire qu'une 102 APO, sans s'en inquiéter, puisque dans son esprit c'est "normal"... Il y'a des témoins .
Ce fait semble "normal" et est rentré dans les moeurs à tort. L'idée recue qui voudrait qu'un gros diamètre ne soit pas fait pour le planétaire (quel que soit son rapport F/D... Un 600 f/4 a quand même 2m40 de focale...)cache souvent le fait que le miroir n'est ni plus ni moins que daubesque (et ce genre de commentaire je l'ai entendu un certain nombre de fois...).
Maintenant il est certain qu'un miroir d'un metre, aussi bon soit il, doit avoir un barillet à la hauteur pour tirer partie de tout son potentiel... Un bon barillet type astatique pourra "rattraper" un petit defaut... Pas transformer une casserole en optique de compétition.

Bons cieux

[Benjamin 0]

Tom, tu vas pas craquer ?! hein ? si ?! noooooonnn...
tu me le prêteras ?

Benj

[tom 1 151]

Merci à Looney pour sa franchise... C'est du vécu tout ça Merci beaucoup.
POur l'instant je tate le terrain, j'essai d'apprendre des choses... Mais on verra dans quelques années si le Club M80 marche bien, on se lancera peut-être, je vais pas me taper ça tout seul quand même, y'a déjà un 200 à finir et puis le 250 est très bien avancé. D'ailleurs aujourd'hui je ne vais pas finir trop tard, alors au boulot sur le télescope...

Et puis en plus j'ai plein d'autres idées....

PS : la semaine dernière j'ai vu le rayon vert sur le soleil levant... LA classe.

------------------
Thom B
mon site : www.astrosurf.com/bex

[Claude PEGUET 76]

La question initiale me semble intéressante : en effet si on a avec un télescope de 1m une image de diffraction qui n'est pas parfaite et qui s'étale même sur 4 fois son diamètre théorique (ce qui en fait effectivement une " daube "), est-ce que on n'a pas une résolution égale au 250mm parfait, la puissance en plus ? Quelle est la tolérance sur l'optique à ce moment là ?
D 'accord, avoir un 1m comparable à un 250mm, c'est un peu dommage mais est-ce que les conditions d'observations ne limitent souvent pas à ce niveau ? Et puis l'exemple avec une tache de diffraction 4 fois supérieure à sa valeur théorique c'est peut-être un peu poussé ?
Messieurs les opticiens, quelle est la réponse théorique s'il vous plait ?
Messieurs les opticiens / praticiens, est ce que c'est un cas qui existe (grand miroir satisfaisant son utilisateur car il n'atteint jamais sa limite à cause de l'atmosphère) ?
Bonnes optiques à tous,

[Diabolo 274]

Bein le problème c'est que si la qualité n'est pas un minimum présente, il n'y aura pas que la taille de la tâche qui risque d'être touché, mais l'état de surface générale pourrait ne pas être mirobolant. Alors si y'a pas de contraste, autant ne pas avoir un gros diamètre mais plutôt choisir un plus petit de bonne qualité. Avoir un plus gros télescope n'est pas une fin en soit, le but n'est pas de baladé le plus de masse possible mais bien d'avoir le meilleur compromis embettement/qualité des images. Si faut balader un 1 m et voir comme dans un 250 ..oops.

Sinon, la turbu est sans cesse mouvante, si l'optique est bonne, on profite des petits moments de calme ou les images sont superbes. Un mauvais miroir+une mauvaise turbu, faut pas s'attendre à des miracles. Les défauts se soustraient rarement... le seul ca que j'ai vu était le corps du support secondaire qui rayonnait jusqu'à supprimer l'aberation de sphéricité d'un primaire... mais bon, faut pas trop compter sur l'atmosphère pour rendre un mauvais miroir bon

[Ce message a été modifié par Diabolo (Édité le 28-01-2003).]

[looney 0]

Turbu ou pas, si l'optique est daubesque à hauteur de 2 lambdas, on aura tres peu d'energie dans le disque d'airy (moins de 10%) et plus de 90% de l'energie lumineuse qui viendra poluer l'image sur une grande surface périphérique. Impossible alors de discerner le moindre détail, même avec un metre de diametre, et pour cause, les 10 % d'energie qui arriveront au bon endroit au foyer seront noyés dans un halo diffus enorme (et des anneaux de difraction plus lumineux et nombreux dans le cas d'un objet ponctuel) qui tuera tout espoir d'obtenir une résolution correcte, même équivalente à un plus petit diamètre.
Imaginez Jupiter, presentant une image pateuse avec un halo diffus énorme autour (admettons qu'une casserole a 2 Lambdas n'aura pas, en plus une surface très douce...) d'autant que le gain de luminosité dû au diamètre n'est pas négligeable. On retombe sur nos idées reçues mentionnées hier : l'image donnée par cette optique n'est pas bonne, en planétaire les grossissements mettant en évidence très vite le défaut.
Tout au plus devra t-on utiliser ce 1m à un grossissement ridiculement bas (donc plutôt destiné au objets faibles et diffus) pour noyer dans la faible résolution les défauts et profiter uniquement du gain de luminosité. Dans ce cas, autant utiliser un petit diamètre de bonne qualité qui donnera autant de satisfaction et même plus de détails.

Bons cieux

[Claude PEGUET 76]

Si je peux me permettre:
"un halo diffus énorme", ça n'est pas une estimation très précise.
Une surface très irrégulière en plus c'est possible mais pas obligatoire :-)
Posons la question autrement: quel défaut optique est-il tolérable sur un grand miroir compte tenu que la turbulence moyenne permet à priori rarement d'aller au bout d'un 250?
Aucune tolérance, 0? la discussion est peut-être compliquée mais ça m'étonnerait que ça soit 0. Y'aurait du verre dans les poubelles.
Ou: Quel type de défaut permet de conserver 90% ou 95% de la lumière dans un rayon quadruple de la tache d'Airy sur un 1m?

[looney 0]

Si tu veux une idée plus précise de la taille du halo, j'avais un 200 daubesque a 2 lambdas (surcorrection). Disons que le "brouillard" généré avait un diamètre de 2 à 3 fois le disque de jupiter. Inutile de te dire que Jupiter n'était pas très spéctaculaire là au milieu...
Pour ce qui est de la tolérance, comme je l'ai dit dans mon premier post, rien à voir avec le diamètre. Un rapport de Strehl de 0.8 (68% / 32% pour la repartition lumineuse) correspond à peu près à un écart PV de Lambda/4, tu vois on est loin de 2 lambdas...
Pour ce qui est de l'état de surface ce n'était certes que pur spéculation mais je crois pas qu'un gars qui sort une daube a 2 lambda puisse pretendre sortir du super poil non plus... S'il fait une daube aussi énorme c'est qu'il y'a soit un problème de méthode, soit un problème d'honnetteté...
Comme le disais Diabolo, on peut tout tolérer et il est vrai que la turbulence joue les troubles fête... Mais aussi comme il le disait, il est rare que deux défauts s'annulent... Donc dans un bon trou de turbu, une daube a deux lambdas restera à deux lambdas. Un miroir a L/8 donnera par "pics" des images tres fines.
Enfin je ne vois pas l'interêt d'avoir une aberration transversale de 4 fois la tache de diffraction... C'est une catastrophe ! (voir le STAR TESTING ASTRONOMICAL TELESCOPE de Suiter et REALISEZ VOTRE TELESCOPE de JM Lecleire)
Rappelons que le principe auquel on tente de s'approcher (à la diffraction près) est le principe de stigmatisme.
Sur le web, en fouillant un peu tu peux trouver des tas d'images sûrement faites avec des optiques tres moyennes (je n'en citerai pas, pas envie de me faire des ennemis ) pas très excitantes...
Maitenant compare avec des images, à diamètre égal ou même inférieur faites par des optiques de competition (Gérard Therin au TSC225, Th Legault au SC 12", Gendler avec un RC de 12,5" etc...), tu me diras lesquelles tu preferes...

Bons cieux

[tom 1 151]

Impeccable, vous faites les questions et les réponses, je n'ai plus qu'à lire, la classe

Bon si je résume, un miroir d'un mètre doit répondre aux mêmes exigences d'un point de vue optique qu'un miroir de 250. En plus la turbu pose plus de problème... Dans tous les cas il n'est pas question de "gagner" sur la figure d'Airy sous peine de perdre en détails ce que l'on gagne en luminosité...

J'ai bien compris ?

------------------
Thom B
mon site : www.astrosurf.com/bex

[David Vernet 131]

La question de Tom est effectivement judicieuse et tout a fait pertinente.
Dans le milieu professionnel on ne cherche pas forcement à fabriquer des miroirs qui atteignent la limite de résolution, mais des miroirs dont la précision sera adaptée à l'utilisation que l'on veut en faire.

Par exemple, une précision de 5 lambdas est tout fait suffisante sur un télescope laser satellite de 1m pour récupérer le signal laser réfléchis par le satellite sur des capteurs assez larges pour récupérer la totalité des photons focalisés par un mauvais miroir.
Un télescope servant à faire de la spectroscopie n'aura lui non plus pas besoin d'une précision mirobolante. Seul le flux compte.
D'ailleurs, même pour les télescopes de plusieurs mètres, on a la notion de télescope devant être meilleur que la turbulence du site mais pas forcement télescope devant obligatoirement remplir aux critères les plus sévères en optique astro…
On note par exemple que les 8m du VLT on été réalisées avec une précision moyenne de 1 lambda à lambda/2 P.V. sur l'onde conformément au cahier des charges de L'ESO.
Ceci dit, les progrès de l'optique adaptative qui permet de plus en plus d'exploiter un grand miroir à sa limite de résolution, et les projets d'utilisations des futurs gros télescopes de 25m et plus sur l'imagerie à très haute résolution et très haute dynamique, pour par exemple l'imagerie d'exoplanètes, fait que l'on réfléchis actuellement à faire dans ces très grand diamètres, à la fois des miroirs d'une grande précision mais aussi d'une qualité optimum du polissage pour limiter au maximum la diffusion de ces optiques.

En amateur, on peut avoir la même démarche, à savoir, quels sont mes besoins et qu'est ce que je veux faire avec mon télescope ?
Admettons que seule l'imagerie au foyer d'un 1m à F/3 m'intéresse. Avec une CCD comportant des pixels de 9 microns, l'échantillonnage des plus petits détails sur le ciel sera de 1.25" d'arc, soit 10 fois moins bon que la résolution théorique d'un télescope de 1m.
Dans ces conditions nul besoin d'avoir une optique qui soit limitée par la diffraction et une tache 4 fois plus grosse que la tache de résolution théorique ne serait pas une gêne pour faire de l'imagerie avec un foyer à F/3.

Maintenant, si on veut faire du planétaire avec ce 1m et que cette limitation de 4 fois le diamètre de la tache de diffraction, on aura effectivement le pouvoir de résolution théorique d'un 250.
Dans ce cas, on peut s'attendre à des performances égales au 250 mais avec des temps de poses plus court grâce au flux qu'apporte 16x plus de lumière sur un 1m, si bien sur l'on conserve la même taille d'image sur le capteur.
Es ce que cet avantage justifie malgré tout de fabriquer un 1m plutôt que d'utiliser un bon 250 ? On peut se le demander et après tout c'est à chacun de voir…

Personnellement j'ai eu l'occasion d'utiliser mon 1m avec une mauvaise optique au début, disons 1 lambda. Mon intérêt est le visuel, en ciel profond comme en planétaire.
En ciel profond même avec de faibles grossissements, le 1m n'arrivait pas à distancer un bon 600, les images étaient empâtées et même si les images étaient plus lumineuses qu'au 600, le manque de contraste du a une mauvaise optique faisait qu'en quantité d'informations, le 1m n'apportait rien de plus, voir plutôt moins…
En planétaire, les images étaient très lumineuses, mais on arrivait jamais à faire une mise au point correcte, c'était très désagréable et je préférais de loin les images planétaires du 600.
Finalement, le rapport emmerdement/plaisir à l'oculaire était très défavorable au 1m et on ne l'a plus utilisé tant que l'optique n'a pas été refaite.
Depuis, le miroir a été changé, l'ancien était une sorte de prototype de récupération qui ne pouvait pas conserver une bonne qualité optique.
Maintenant, la différence entre un bon 600 et le 1m est spectaculaire, on a plus affaire au même instrument, quand sur M1, on commence a voir quelques filaments, sur le 1m, les filaments se voient quasiment comme sur les photos, en planétaire le 1m est carrément spectaculaire, etc…

En conclusion : si on veut utiliser un 1m en imagerie au foyer en étant nettement sous échantillonné par rapport à son pouvoir de résolution théorique ou si l'on veut faire de la spectro avec, on peut tout à fait se contenter d'une optique médiocre.

Par contre si on veut l'utiliser en visuel, ou la qualité optique est très sensible, malgré la turbulence, ou si l'on veux faire de l'imagerie planétaire avec, il faut alors obtenir une optique honorable, disons au moins L/4 avec une forme et un état de surface assez doux.
L'expérience montre que dans le cas de l'utilisation visuelle et en gardant à l'esprit le ratio plaisir/emmerdement, un diamètre plus petit mais de bonne qualité gardera l'avantage par rapport à une grosse daube encombrante et coûteuse
Il ne faut pas non plus perdre de vue que les défauts optiques s'ajoutent à la turbulence et qu'un mauvais 1m donnera toujours de moins bonnes images même en présence de turbulence, qu'un 1m de bonne qualité.

En revanche Tom, une précision de 1 micron (on va dire sur l'onde, car sur le verre, ca serait 2x pire) fait un miroir de 2 lambdas, et les aberrations transversales réduites seront alors comprises entre 15 et 30 fois la tache de diffraction, ca commence à faire beaucoup… en gros le 1m aurait une résolution de 2" d'arc, soit équivalent à une lunette de 60 mm… Même dans le cas de l'imagerie au foyer on verrais l'empattement des images… Reste la spectro… Faut aimer ca…

Alors Tom, que veux tu faire avec ce 1m ?
Question subsidiaire, quel est ton expérience dans la taille de miroir et la construction d'instruments pour aborder un projet de 1m ?

[looney 0]

Il est vrai que j'avais raisonné en "miroir astronomique visuel" et en optique de qualité selon les criteres "standard" de l'optique astronomique. Et qui peut le plus...
Je pense que l'explication de David éclaircit les quelques points obscures qui pouvaient demeurer.
La question de David est pertinente aussi : Tom tu vas polir toi meme le miroir ?

Bons cieux

[Ce message a été modifié par looney (Édité le 28-01-2003).]

[David Vernet 131]

Pour répondre plus précisément à Claude Peguet :

Quel que soit le diamètre, le même défaut sur l'onde et de même forme, donnera les mêmes aberrations transversales réduites par rapport à la tache de diffraction de l'instrument.

Un télescope de 1m avec un défaut de L/3 donne par exemple, si la forme du défaut s'y prête, une tache 4 fois plus grosse que sa tache de diffraction théorique.
Le télescope de 250, avec un défaut absolument identique, L/3 et de même forme, donnera lui aussi une tache 4 fois plus importante que sa tache de diffraction.

Du coup, le 1m conserve l'avantage sur le 250 d'un facteur 4 sur la résolution car la tache réelle conserve, pour le même défaut, le facteur par rapport à la tache de diffraction théorique, qui est 4 fois plus fine sur un 1m que sur un 250.
Du coup, avec une turbulence de 2" d'arc par exemple, les défauts du 1m seront 4 fois moins sensibles que ceux du 250.
Il y a donc bien une tolérance croissante dans la fabrication optique dès que l'on monte en diamètre par rapport à une même turbulence, mais on perd alors la possibilité d'exploiter les trous de turbulence…
Par contre on peut se demander ce qui est le plus difficile : réaliser une optique de 250 respectant les critères les plus sévères ou une optique de 1m à L/3 qui serait sur le plan de la résolution équivalent à l'optique nickel de 250?
Sans aucun doute l'optique de 1m à L/3…

Du coup, en reprenant l'exemple de Looney, on peut aussi imaginer quelles bouses daubesques peuvent être certaines optiques de 600 quand les possesseurs de ces optiques décrivent de meilleures images planétaires dans une apo de 100 mm à coté…
C'est dire si ils se sont fait enfler dans les grandes largeurs par l'escroc qui leur a fait cette optique de 600…
C'est dire aussi la naïveté et le peu de sens critique de ces amateurs qui continuent contre toute logique à colporter toutes ces idées reçues sur le soit disant mauvais comportement d'un gros diamètre en planétaire tout en continuant à encenser leur escroc bien aimé auprès d'autres potentiels pigeons…

[Ce message a été modifié par David Vernet (Édité le 28-01-2003).]

[Claude PEGUET 76]

Merci David pour ce résumé limpide de la question.
C'est à peu près ce que je pensais mais sans pouvoir mettre de chiffre en face.Evidemment 2 lambdas....ça fait mal.
En plus j'avais en tête des usages comme les variables en visuel pour lesquelles la quantité de lumière est primordiale pour atteindre des magnitudes correctes (même si la finesse d'image est aussi un facteur important pour la vision des étoiles faibles.
En ce qui concernent ceux qui préfèrent une lunette de 100 à un télescope de 600, est-ce que ce n'est pas une notion de confort et d'accès permanent à la même qualité d'image qui l'emporte? on peut légitimement préférer ne pas s'emmerder avec un gros matériel pour un résultat forcément plus aléatoire compte tenu des influences extérieures. Ceci dit le cas du 600 pourri que tu décrit doit bien exister aussi.
Salutations,

[David Vernet 131]

On en a pas mal débattu lors des débats lunettes/télescopes.

A turbulence égale un télescope de 600 garde l'avantage de la luminosité et du contraste sur les planètes. Ca aide à mieux voir les couleurs et les spots faiblement contrastés sur Jupiter ou la détection d'Encke, des bandes nuageuses du globe ou de l'anneau de crêpe sur Saturne. autant de détails qui ne seront pas accessibles en visuel à une lunette de 100 mm et cela quelque soit les conditions de turbulence.

Par contre j'ai déjà eu l'occasion de comparer un bon 115/900 avec un très mauvais 520 mm ou le 115/900 l'emportait haut la main. Le 520 avait alors environ 2 lambdas d'astigmatisme...
Pour le 600 dont parle Looney, les utilisateurs de cet instruments disent effectivement voir de meilleures images planétaires dans une apo de 100 mm que dans le 600 mais ont aussi eu l'occasion d'observer dans un bon 450 qui donnait à la fois de meilleures images planétaires que l'apo de 100 mm et le 600 mm, comme quoi, quand la qualité est disponible pour la comparaison, les observateurs savent faire la différence et vont vers les diamètres les plus gros pour faire du planétaire si la qualité est au rendez vous...

[Diabolo 274]

Idem Looney, j'ai tendance à penser visuel

[tom 1 151]

C'est la soif de connaissance qui me pousse à vous demander tout cela. Ne vous inquiétez pas pour l'instant, je ne vais pas me pointer un de ces quatres à une rencontre d'atsronomes amateurs avec un 1m poli tout seul dans mon coin.
Pour l'instant je me pose juste des questions qui me paraissent importantes et cette réponse de David :
"Par contre on peut se demander ce qui est le plus difficile : réaliser une optique de 250
respectant les critères les plus sévères ou une optique de 1m à L/3 qui serait sur le plan de la résolution équivalent à l'optique nickel de 250? Sans aucun doute l'optique de 1m à L/3…"
C'est exactement ce qui permet de faire avancer le shmilblick.

Merci à vous tous, j'ai encore appris des choses.

Niveau expérience en taille de miroir, j'ai juste fini un 250 à lambda/22 (sur l'onde s'il vous plaît) même si ça ne veut plus rien dire à ce niveau, je pense m'en être bien sorti. Les prochains seront un 250 pourri de dobson à repolir et un 200mm du club qui est juste douci qu'il faudra terminer. Je suis en train de finir la partie mécanique du 250 àlors pour l'instant faire un 1m je n'y pense pas. Et puis il faut la place et le courage de sortir le mastodonte le soir venu...

------------------
Thom B
mon site : www.astrosurf.com/bex

[looney 0]

Tom B.... comme.... Tom Bombadil ?
je comprends mieux !!!!

Bons cieux

[Lecocguen 4]

A Meudon, on a un T1m, un T60 et des petits 250 en cours de remontage. J'ai observé une fois avec le 1m, il n'est pas très bien règlé et le seeing moyen du site ne permet pas de l'utiliser correctement. Le 600 a une optique assez médiocre et les images planétaires manquent de détails. Finalement, c'est avec les 250 que l'on a les meilleures images. Les deux télescopes ont des optiques de très haute qualité, ce sont des cassegrain classiques. En planétaire, il faut vraiment des conditions exceptionnelles pour exploiter un diamètre supérieur à 300.

[Zorglub 0]

Serge je pense que tu oublie la luminosite
car pour la meme resolution (limitee par la turbulence) il vaut mieux regarder dans un 600 que dans une lunnette de 60.
La luminosite aidant quand la resolution est limite a par la tubulence on s'emmerde moind non ?