Dobson de 400mm - choix des éléments

[Saxifrage 0]

Bonjour à tous,
Tout d'abord une petite présentation. Je suis, comme beaucoup, un passionné d'astronomie depuis de nombreuses années. Je possède un Vixen 150/750 sur monture SP que les vicissitudes de la vie ne m'ont pas permis d'utiliser ces dernières années. Me voilà maintenant installé en banlieue nantaise. Je me remets donc avec plaisir au tourisme sur la voute céleste. Mais je souhaite aussi changer de monde. Je me suis donc mis dans le crâne l'idée de construire un télescope transportable, léger et compact: un dobson de 400mm.
Je pense m'inspirer fortement de celui de Serge Vieillard. Sans doute pas le plus facile...

Tout en modélisant ce T400 sur un logiciel de CAO, je commence ma recherche des différents éléments: miroirs et PO
Voilà où en est ma réflexion:
N'étant pas de grande taille, je m'oriente vers une focale courte (< 1800mm).
J'ai trouvé un pack qui me parait intéressant chez Orion Optics: http://www.orionoptics.co.uk/OPTICS/opticsprofession.html
400mm (16 inch) f4 Optics set Professional Grade
1/6 pv wavefront. 1600mm focus
Secondary: minor Axis 82mm
Qu'en pensez-vous?

Partant de ce choix et avec l'aide de Serge Bertorello (http://serge.bertorello.free.fr/calculs/dimplan.html#minimum et http://serge.bertorello.free.fr/calculs/posplan.html), j'ai calculé les différentes dimensions du télescope.
Diamètre interne de la cage du secondaire: 460mm (j'avoue que c'est un peu au pif)
distance du foyer à l'axe optique du miroir principal = 282mm
Correction de la position du miroir plan: 4.48mm - en tenant compte du champ de pleine lumière: 5.00mm

En m'appuyant sur le site suivant: http://astro.dob.free.fr/t400-conception/projet-t400-construction-dun-dobson-de-400mm-details
je choisis une gamme d'oculaires 2":
* Nagler T4 12mm : field stop est à 19,8mm sous la bague
* Nagler T4 22mm : field stop est à 7,4mm au dessus de la bague
* Ethos 6 et 8mm : field stop est à 17,8mm sous la bague
* Ethos 13mm : field stop est à 6,8mm sous la bague
* Ethos 17mm : field stop est à 9,9mm au dessus de la bague
Le plan focal peut donc être placé à 9.9mm (Ethos 17mm) au dessus de la hauteur du porte-oculaire. En prenant un peu de marge, disons 15mm.
Comme beaucoup, je pense me laisser tenter par le PO MOONLITE CR2 dont la hauteur est 46.4mm.
J'en conclus que le plan focal étant situé à 282mm de l'axe optique, la position du porte-oculaire par rapport à l'axe optique doit être:
282-15-46.4 = 220.6mm!!! Aïe! C'est à l'intérieur de mon tube!

Mes calculs sont-ils corrects?
Si je comprends bien, pour pouvoir optimiser la position des éléments optiques, il faudrait que j'abaisse le secondaire de quelques centimètres. Dans ce cas, celui fournit par le pack Orion Optics (400mm/82mm) serait trop petit.

J'imagine que j'ai pris le problème à l'envers en choisissant primaire et secondaire en même temps.
Pouvez-vous me donner vos avis? Quels miroirs choisiriez-vous dans mon cas?
Merci.

[epsilonzéro 16]

Salut, belle aventure dans laquelle tu te lances !

si je lis bien ce que tu dis, tu dis que le plan focal est à 282 mm de l'axe optique, et si on retranche l'épaisseur du PO etc on arrive à 220 mm de l'axe optique. Pourquoi serait-ce à l'intérieur de ton tube ? Ton tube en première approximation a le diamètre de ton miroir c'est à dire 400mm non ? j'imagine que tu construis un dobson et que l'anneau de ta cage fera 400 mm d'ouverture (un poil plus pour ne pas vigneter) mais pour moi 220 mm c'est pile poil, non ? (ou alors y'a un truc que j'ai po pigé)

[Strock Pierre 228]

Projet intéressant, faut regarder le site de Serge V... on y trouve des petits schémas qui causent de tout ça...
Il a un 79mm optique 80 mm sur verre avec un primaire à F/4,5... C'est pas loin, mais il a mis le foyer à 310 mm de l'axe optique pour avoir la place de loger le PO, le passe filtre et l'ouverture de 400~46 (forcément avec un PO 2"...).

Le diamètre de l'ouverture, c'est le diamètre optique plus le diamètre du "field-stop" des plus gros oculaires: 46 mm. En théorie purement optique avec un secondaire en anneau on peut même réduire cette dernière valeur dans un rapport (1680-310)/1680 mais ça change pas grand chose. Surtout il faut un peu de marge pour que l'air qui chauffe au contacte des structures soit pas dans le cône de visée... donc 400+60 c'est pas mal.

Avec ton ouverture, 310 mm d'éloignement du foyer, 80 ou 82 de secondaire (kif kif) on arrive à une perte de lumière en bord de champ en 2" de moins de 30% ce qui est très bien (sauf pour les variabilistes qui savent apprécier le 1:10 de magnitude...)

Et 310 c'est pas beaucoup plus mais ça passe mieux... sans logiciel avé les mains (surtout que les logiciel on sait jamais si ça disent papa ou maman...)

L'histoire du plein éclairement, c'est pas terrible pour le visuel et sur F/D court. C'était peut-être important pour les F/D long et je sais même pas si c'est encore intéressant en photo avec les flats... La courbe d'éclairement est tellement plate que c'est juste l'assombrissement en bord de champs qui a de l'importance. Bartels a un petit calculateur sur son site qui fait ça.

Tes calculs de position de foyer sont très rigoureux. C'est vachement bien d'avoir un fournisseur d'oculaire qui donne ces chiffres, les autres n'ont sans doute toujours pas compris que c'est pour ça que l'on achète Tele Vue... enfin pas seulement mais ça compte ! Tes calculs montrent aussi que tu as besoin de 15+20 mm de tirage.

Mais il faut penser à ajouter 5 mm pour les myopes et 5 mm pour les autre et les Barlow posent parfois des problèmes et aussi les bagues pour passer de 50 à 31 si elles sont pas extra plate ça compte.

Ceci dit, il est vertueux de choisir un PO à débattement au plus court pour pas vignetter avec le tube PO et pour pouvoir mettre un porte filtre qui vignette pas trop...

La question que je me pose pour un tel projet est plutôt la masse du miroir...

[Ce message a été modifié par Strock Pierre (Édité le 03-08-2011).]

[Ce message a été modifié par Strock Pierre (Édité le 03-08-2011).]

[Kentaro 0]

Tu devrais prendre les formules de calcul données par Bertorello plutôt que le logiciel tout fait.

Tu verrais que tout est lié: la distance foyer/secondaire dépend de la taille du secondaire, de la distance secondaire/diamètre int du tube, épaisseur du PO, sortie du foyer et champ de pleine lumière désiré. En jouant sur les différents paramètre, tu dois pouvoir t'en sortir.

Pour le diamètre int du tube, un espace de 2 cm en plus du rayon du miroir est suffisante.

Ceci dit, je trouve que 82 mm pour le secondaire, pour un 400 Efd, c'est quand même petit. j'aurais pris 90 ou un peu plus.

Avec cela, tu pourrais avoir une distance foyer/secondaire un peu plus grande, tout en gardant un CPL acceptable et cela ne changerait presque rien à l'obstruction.

Au fait, avec un fd de 4, tu vas avoir besoin d'un paracorr. Le Paracorr fait rentrer la mise au point d'environ 12 mm, il faut en tenir compte.

Et puis, je suppose que tu as lu toute la littérature disponible sur les forums au sujet d'Orion Optics.

[Ce message a été modifié par Kentaro (Édité le 03-08-2011).]

[CoreDump 0]

400F4, secondaire de 82mm (marge de 0,5mm)
Diametre baffle: 440mm
Tube de 1400mm de long (primaire<->sortie de tube)
Distance plan focal/baffle interne: 100mm
Distance primaire/secondaire: 1280mm
Oculaire 28mm/82 degré (pupille 7mm)

Angle de vision du tube: 1,64 degré
Angle de vue résultant: 1,44 degré (ça va être serré, faut construire précis!)
Champ de pleine lumière: 1.2mm (0.04 degré)
Grossissement: 57
Illumination en bord de champ: 75% (suffisant).

Après tu peux améliorer la distance PO/Tube, avec 75mm on monte a 80% d'illumination et 0,32 degré de champs de pleine lumière.

Je calcule tout avec un script maison: http://www.isamac.org/software/pysec.py
Les formules sont dedans, ce qui est pratique quand si tu veux y mettre les doigts.

[Saxifrage 0]

Voilà un forum qui vit! Merci à tous pour vos réponses.
J'avoue que je suis un peu perdu.
J'ai repris les formules de Serge Bertorello en considérant une distance entre plan focal et axe optique de 310mm. J'ai alors un petit côté du miroir plan de 74.8mm.
Kentaro me proposant plutôt un secondaire de plus grande taille que 82mm, je ne sais plus quoi penser.

L'obstruction se calcule-t-elle en fonction de la surface perdue où est-ce uniquement le rapport des diamètres?

En tenant compte de vos remarques, il faut que je décale le PO de 12mm vers l'intérieur pour le Paracorr et encore de 5mm pour les myopes; disons 20mm au total, soit une position du porte oculaire de 310 - 15 - 20 - 46.4 = 228.6! J'ai encore emplafonné le diamètre interne de la cage du secondaire. Il va falloir à nouveau déplacer la position du plan focal afin qu'il me reste suffisamment de marge pour fixer correctement le PO. Je pense qu'il me faut au moins 2 à 3 cm de plus pour une fixation rigide. Soit 340mm, ce qui va me faire un beau bras de levier avec des oculaires de 2".
Il va falloir aussi que je reconsidère le débattement du PO.

Ne faut-il pas prendre en compte la taille du coulant des oculaires pour en optimiser l'utilisation? Est-ce que ça n'entre pas en compte pour la taille optimale du champ de pleine lumière par exemple?

Concernant Orion Optics, tout ce que j'ai lu sur les forums était plutôt positif. Est-ce que j'ai raté quelque chose?
Pour ce qui est du poids du miroir, il semble que le poids est toujours autour de 12kg pour un 400mm. Est-ce que je risque une mauvaise surprise?

[Toutiet 1 969]

Un conseil, Saxifrage : trace une épure de ton projet, a l'échelle 1/2 par exemple. C'est beaucoup plus parlant et formateur que l'application de formules diverses, a l'aveuglette. Tu verras ainsi exactement sur ce qui se passe et l'influence des différents dimensionnements et positionnements des elements, selon les critères que tu te seras fixe (champ de pleine lumière, sortie du foyer, taille du secondaire,...)

[Toutiet 1 969]

Un conseil, Saxifrage : trace une épure de ton projet, a l'échelle 1/2 par exemple. C'est beaucoup plus parlant et formateur que l'application de formules diverses, a l'aveuglette. Tu verras ainsi exactement sur ce qui se passe et l'influence des différents dimensionnements et positionnements des elements, selon les critères que tu te seras fixe (champ de pleine lumière, sortie du foyer, taille du secondaire,...)

[serge vieillard 6 791]

beau projet !
comme il vient d'être dit, trace une épure et dessine tes hypothèses. Ca vaut tous les logiciels du monde. Celui cité est excellent, mais a mon avis ne fait pas toucher du doigt les diverses problématiques. Un p'tit croquis comme par exemple celui sur mon site permet de bien sentir la chose, mâtiné d'un calcul de vignettage - chose quasiment systématiquement exclue des logiciels actuel. et c'est ça qui est primordial !!!! "d", on s'en fout si on ne le sent pas et il est couillon de le prendre au pied de la lettre sasn en mesurer le taux de vignettage au fur et à mesure qu'on s'éloigne du centre. Ca depend de ce qu'on veut faire et comment on veut le faire - et aucun logiciel ne peut choisir à ta place.
Tu viens à très juste titre à voir que le coulant de l'oculaire est une piste de reflexion. Plus que tout, c'est la taille de la lentille d'entrée qui est à prendre en compte (et de facon absolue, sa porjection sur le foyer de l'oculaire). En regardant sa gamme d'oculaire et ce qu'on compte faire avec, il devient plus facile de choisir. Par exemple et pour ma part, je me fous du nagler 31mm, et suis beaucoup plus avec mon ethos 13 ou 8mm. Ben le "d" diminue fortement. et quand bien même il y a du vignettage, il est important de considérer de combien il est et s'il est si génant que ça, comme l'a démontrer Pierre.
C'est pour cela que j'ai un secondaire de 82 mm, et je t'assure que c'est remarquable ainsi ! mais c'est MON choix.
Bon, avec un truc plusnouvert, la taille du dessus est certainement recomandable, mais c'est à voir finement.

[thrruiz 63]

Bonjour a tous, bravo pour ton projet, je me permet néanmoins de te déconseiller vivement Orion optics et de plutôt t’orienté sur une optique artisanal française car le risque de déception et considérable ( 3 optiques livrés= trois retour a l’expéditeur pour non conformité), je n’en dirais pas plus en te souhaitant bonne chance dans ton aventure.
Cordialement Thierry Ruiz

[CoreDump 0]

Utilise un petit soft de CAO, genre librecad. Tu gagnera beaucoup de temps.
Perso je fais toujours comme ca:

Tube optique avec 2 degré de champ. On prend une longueur de tube égale a la focale, du coup on connait le diamètre mini du baffle interne au bout du tube. Ici 440/450 c'est impec.
Après en fonction du PO tu as la distance plan focal/baffle interne, et du coup tout en découle.
Choisir ensuite le secondaire qui convient. Ou vérifier en fonction de celui que l'on a. 20% d'obstruction c'est très bon (inutile d'aller en dessous), entre 20 et 25% c'est correct et au dessus passable.

Ne pas oublier d'avoir un PO placé de façon a avoir du débattement dans les deux sens, et que le tube n’empiète pas dans le chemin optique. Et oui le calcul est compliqué lorsque l'on a ni le PO ni les oculaires qui vont avec (c'est la que l’expérience compte).

Au final tu peux utiliser la formule qui donne l'illumination en fonction du champ, afin de valider que tu restes au dessus de 70% en bord de champ. Attention, plus le fd est petit et le diamètre important, plus on peut avoir un champ de pleine lumière petit car la variation est faible. La règle du champ de pleine lumière égal au diamètre de la lune ça date du temps des 200mm à fd 6.

[Saxifrage 0]

J'ai suivi vos conseils et réalisé plusieurs épures sur un logiciel de CAO.
J'ai testé plusieurs hypothèses en modifiant la taille du secondaire, la distance du plan focal à l'axe optique et le champ de pleine lumière.
Voici mes possibilités:
Secondaire: 100mm (obstruction 25%)
CPL: 20mm
Distance plan focal/axe optique: 336mm

Secondaire: 95mm (obstruction 23.75%)
CPL: 16mm
Distance plan focal/axe optique: 329mm

Secondaire: 90mm (obstruction 22.5%)
CPL: 13mm
Distance plan focal/axe optique: 318mm

Secondaire: 87.5mm (obstruction 21.9%)
CPL: 12mm
Distance plan focal/axe optique: 311mm (juste pour fixer le PO mais ça doit passer)

Étant qu'il s'agit de mon premier grand diamètre (passer de 150 à 400, ça risque de me faire un choc), je ne cherche pas à obtenir un télescope trop spécialisé. Je cherche à conserver un champ correct et un bon contraste. Et je souhaite utiliser des oculaires 2".
C'est pourquoi je pense qu'il ne faut pas que je diminue trop le CPL et que j'accepte une obstruction plus importante.
Ayant un peu de mal à trancher, j'ai tendance à pencher pour le secondaire de 90mm.
Pouvez-vous me donner votre avis?

Concernant le vignettage, si j'ai bien compris, il s'agit de la perte de luminosité sur les bords de l'image. Cette perte étant liée à une ouverture du PO trop petite par exemple. Est-ce bien cela? Quels sont les autres causes de vignettage?
Pour ce qui est des 4 cas proposés, le PO ne gêne pas la propagation de la lumière entre le secondaire et la plan focal de l'oculaire.

Pour les 4 cas proposés, deux correspondent à des tailles de miroirs du commerce (87.5 et 100mm chez Mirrosphère). Par contre, je n'ai pas trouvé d'artisans proposant des tailles intermédiaires. Avez-vous déjà fait tailler un miroir plan sur mesure? Y a-t-il un surcoût?

J'ai aussi des questions concernant le plan focal des oculaires mais j'ouvre un nouveau post pour plus de clarté.

Merci de votre aide.

[Strock Pierre 228]

Là je penses qu'il y a des points durs fictifs qui poussent vers des trucs pas souhaitables et risqués...

Instrument multi usages, patati patata, CPL pas trop petit...
Un peu plus loin le vignettage lié au PO, ...

C'est très important de mettre ses désidératas en place et de savoir où on va. Il faut le faire avec soin, mais il faut pas se tromper sur certains critères. Faut bien les jauger...

Regarde ce schéma tiré du site de Serge:

C'est le profil de l'intensité de l'éclairement au foyer.

On est à 96% au centre car il y a l'obstruction du secondaire qui bouffe 4% de la surface du primaire. On est dans le CPL au centre. Et c'est plat jusqu'à 4 mm de rayon et donc 8 mm de diamètre. Ensuite ça baisse doucement jusqu'à 87% en bord de champ pour les oculaires 31,75 (qui ont un champ utilisable de 24 à 28 mm de diamètre au maxi) et encore 72% en bord de champ des oculaires 50,4 (qui exploite au mieux un champ de 46 à 48 mm).

Premier point, la baisse d'éclairement de (96-70)/96=27% n'est présente que dans l'oculaire qui exploite effectivement 46 ou 48 mm de diamètre au foyer. C'est pas tout les jours ! Le reste du temps, avec tous les autres oculaires, la baisse est bien plus faible. Avec le plus gros oculaire 31,75 la baisse ne sera que de 9%.

Deuxième point, une baisse d'éclairement de 27% est quasi imperceptible à l'oeil. Les Grecs avaient classé les étoiles par magnitude avec un facteur 2,5 d'éclairement entre chaque graduation de l'échelle. Un facteur 1,27 est vraiment faible: C'est un quart de magnitude ! L'oeil travaille en LOG et pas en LIN... Un facteur 1,09 c'est le dizième de magnitude... rien quoi!

Troisième point, en bord de champ avec l'oculaire qui exploite effectivement 46 ou 48 mm il y aura de la coma et ça va aussi dégrader l'image. Donc c'est pas là qu'il faut porter les efforts de conception au risque de ruiner d'autres qualités...

Quatrième point, c'est ça le vignettage ! C'est cette baisse de l'éclairement en bord de champ. Et CE N'EST PAS lié au PO mais au secondaire ! La baisse figurée est liée au secondaire. Et si on passe de 80 mm à 90 ou à 100, on a la même allure de courbe avec une CPL plus large mais c'est sensiblement la même forme de courbe.

Cinquième point, si en plus on a un tube de PO trop long ou trop étroit, il va ajouter un vignettage supplémentaire. Et là on est sur des obstacles très proches du foyer et ça va faire plonger l'éclairement très vite. Là, avec le vignettage supplémentaire induit par le PO. On est sur des effets visibles à l'oeil et désagréables. Car les bords des images ne sont pas nets et c'est désagréable. On a ça aussi avec les filtres sur les oculaires qui exploitent effectivement 46 ou 48 mm.

Sixième point, c'est pas la peine de se prendre la tête avec le CPL au quart de poil si c'est pour augmenter l'obstruction centrale qui, elle, va dégrader l'image. On chipotte un truc pas vraiment sensible et on dégrade le contraste de l'instrument. Alors évidement c'est comme de dire on fait une bonne salage et un mauvais déssert... il y en a qui diront qu'il préfère la salade et moi je préfère le déssert...

Septième point, c'est pas le diamètre du secondaire qui fixe la distance du PO. Là c'est grave ! C'est soit une utilisation foireuse, soit un logiciel foireux, mais c'est un piège à emmerdes. On achète le secondaire et on fixe la distance pour pouvoir loger ce que l'on a à loger: PO, filtre, baffle, .... La distance du PO n'a pas à changer d'une simulation à l'autre. C'est toi qui la fixes ! Ensuite on regarde ce que ça donne sur l'éclairement et l'obstruction. Si c'est bon, on garde, si c'est pas bon on modifie ce que l'on a envie de modifier et ce que l'on peut modifier... Faut virer ces logiciels qui vous disent la distance du PO. GRRRR! Ou alors faut pas les utiliser comme ça... Pour un peu ça vous dit de mettre le PO dans le tube optique et ça c'est le signe d'un logiciel de qualité sans doute...

Tout ça pour couper les cheveux en quatre... un truc entre 80 et 85 (90 au max) et le PO là où il faut et pas là où "on dit de".

Pierre

[Ce message a été modifié par Strock Pierre (Édité le 04-08-2011).]