Astronomie et astrophotographie
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Introduction

La photographie à longue pose du ciel profond demande un suivi précis de la rotation du ciel, pour éviter un bougé sur la photo, en particulier des étoiles en forme de trait et non de point...
Les montures équatoriales sont rarement assez précises pour assurer ce suivi sans guidage dans les focales supérieures à 300mm.
Le but de ce petit article est de donner une idée de la méthode à adopter en fonction de la focale et de l'erreur périodique de sa monture, tout cela dans le cas de reflex numériques type 300D ou D70.
La dérive en déclinaison ne sera pas abordée ici, donc pour simplifier on se place dans le cas d'une mise en station parfaite.

L'erreur périodique: incidence sur la dérive

On constate sur la courbe ci-dessus que l'erreur périodique mesure plus de 40" crête à crête. Ce n'est pas excessif pour une EQ6, on a vu pire, et la courbe semble périodique c'est-à-dire on retrouve le même schéma sur une période d'environ 500", ce qui correspond à la rotation d'une vis sans fin de la monture EQ6.
Le problème c'est cette sous-période courte d'environ 150", qui semble correspondre aux motoréducteurs de mauvaise qualité, ainsi que les petites variations rapides et aléatoires, dues probablement aussi aux motoréducteurs et à des points durs et copeaux au niveau de la vis sans fin et des engrenages. En l'état l'autoguidage et le PEC avec la MTS3 semblent difficiles à réaliser sans certaines améliorations à apporter, modifications décrites à la fin de cet article.
Bref on voit qu'en 2 minutes environ on a une dérive de 40", c'est énorme et çà m'a incité à faire des petits calculs sur l'incidence de la dérive en photo, à partir de quelle focale vais-je devoir guider..
En fait ce qui est important c'est la vitesse de variation, c'est à dire l'amplitude d'erreur en un temps donné. Une monture qui a une erreur importante mais lente sera toujours préférable à une monture avec une erreur un peu plus faible mais à haute fréquence.
Ici on voit que pour l'EQ6 en moins d' 1 minute l'amplitude est de plus de 20", ce qui compromet même les poses webcam de 20"...
En revanche voici l'exemple d'une EP assez importante mais lente et bien périodique:

EP d'une monture vixen SP

On voit que dans ce cas la variation est de moins de 5" par minute, et sur certaines parties cela reste à +/- 3" pendant 3 minutes.
Dans ce cas de figure, le PEC et l'autoguidage fonctionnent bien (voir page spéciale)

Calcul de la tolérance de dérive en photo numérique

Des formules simples permettent de calculer l'échantillonage et le champ photographique.
Avant tout il faut connaitre certaines données:
La taille du capteur en mm : L (largeur)
La taille des pixels en microns : T
La focale de l'optique en mm : F
- Calcul de l'échantillonage en " d'arc : E = 206 x T/F
Par exemple pour un canon 300D placé au foyer d'une lunette de 560mm de focale: les pixels font 7,4 microns:
E= 206 x 7,4/560 = 2,72"
Un pixel "mesure" donc 2,72 seconde d'arc sur le ciel
- Calcul du champ en degrés : C = 57 x L/F
Pour notre exemple, le capteur du 300D mesure 23x15mm : C = 57 x 23/560 = 2,32°
et c = 57 x 15/560 = 1,53°

Le tableau suivant résume les données pour un capteur du type APS-C (canon 300/350D/400D, nikon 50D/70D....)

Par exemple avec ma monture EQ6 d'erreur périodique d'origine de +/- 20" soit 40" crête à crête, avec 20"/minute, il sera nécessaire de guider dès 100mm en numérique avec un 300D pour des poses de plus d' 1 minute! A 300mm, les poses ne devront pas dépasser les 30" sans guidage...
Pour la monture SP en revanche, on peut poser 5 minutes sans guidage à 100mm, et 2 minutes à 300mm c'est bien mieux.
Pour l'EQ6 à 50mm de focale on peut se contenter de laisser faire , la tolérance de 30" laisse quand-même une marge de manoeuvre importante...à priori donc pour la plupart des montures il est inutile de guider en-dessous de 100mm à part si l'erreur périodique est très importante (plus de 30")
On constate qu'un PEC bien réglé peut suffire pour des focales jusqu'à 300mm, au-delà il faut un autoguidage précis.
A 1100mm de focale (M703 avec réducteur 6,3) l'erreur maximum est de 1.5 " si on se limite à +/- 0.5px de dérive, on comprend la difficulté de réaliser des longues poses à de telles focales, l'autoguidage doit fonctionner parfaitement ...
Quant aux focales supérieures à 1500 il faut aussi tenir compte de la turbulence, de toute façon il est très difficile d'avoir un suivi précis < à +/- 1" avec une monture de bas et milieu de gamme, on entre là dans la catégorie "poids lourd" à plus de 6000€, du style NJP160 voire paramount ME etc...