Orientation rapide et précise d'un télescope Schmidt-Cassegrain sur le pôle Nord céleste par la méthode des étoiles repères
Par Denis Bergeron
Tous les gens qui pratiquent l'astronomie savent l'importance d'une bonne orientation pour un télescope équipé d'une monture équatoriale afin d'être en mesure d'effectuer un excellent suivi sur les objets célestes. Que ce soit pour suivre un objet, pour faire de la photo astronomique, pour utiliser les cercles horaires pour trouver vos objets célestes préférés ou pour pointer automatiquement votre télescope par l'emploi d'un logiciel spécialisé ou d'un système GOTO, il vous faut une orientation précise de votre monture équatoriale sur le pôle Nord céleste. Il existe plusieurs méthodes pour y arriver. Personnellement, j'utilise la méthode des étoiles repères que j'appelle TRIANGLE D'ÉTOILES.
Les étoiles semblent tous tourner autour d'un point en bas à droite
À partir d'un point précis sur la Terre, nous voyons les astres se lever à l'Est dans une direction, passer au méridien (leur point le plus haut dans le ciel) puis se coucher à l'Ouest dans une autre direction. À mesure que notre regard se dirige vers l'étoile polaire, on remarque que les étoiles semblent tourner autour d'un point précis près d'une étoile de magnitude +2 appelée étoile polaire. Si l'on prend une photographie à longue exposition de la région du ciel près de l'étoile polaire, on remarque que les étoiles décrivent des arcs autour de ce point bien précis que l'on appelle «pôle Nord céleste ou PNC» (voir l'animation ci-haut). Ce point est simplement la projection sur la sphère céleste de l'axe de rotation de la Terre.
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Le pôle Nord céleste n'est pas un point fixe. Il se déplace avec les années à cause des phénomènes de précession et de nutation. Il est très facile de déterminer l'endroit exact où se situe le PNC. Il suffit de prendre une photographie à longue exposition de la région autour de l'étoile polaire (sans guidage) à l'aide d'un film sensible ou d'une caméra CCD. Vous pouvez utiliser une simple téléphoto ou le foyer d'un télescope pour être encore plus précis. Une fois la photo développée et agrandie, vous verrez les arcs laissés par le déplacement des étoiles autour du pôle Nord céleste (PNC).
Pour déterminer l'emplacement exact du pôle, il suffit de tracer une série de rayons à partir des étoiles les plus brillantes. (NDLR: On trouvera ces rayons en traçant la corde des arcs et en prolongeant la flèche vers le centre). Une fois la position exacte du pôle déterminée, on choisit les étoiles les plus brillantes pour le repérer. Les
images ci-haut montrent l'emplacement du PNC en 1978. L'image en bas à
droite montre son nouvel emplacement en 1996. On remarque le déplacement du PNC en 18 ans.
Pour trouver le PNC dans l'hémisphère
Nord, nous sommes choyés. Il existe
trois étoiles de magnitude d'environ +7 formant un triangle autour du pôle.
Cette dernière image a été superposée sur une carte céleste afin de montrer clairement l'emplacement des étoiles repères pour localiser le PNC. Pour repérer ce
triangle, rien de plus facile. Commencez par repérer l'étoile polaire (Polaris) qui est très brillante (magnitude +2). Vous remarquerez la présence d'une petite étoile (identifiée #1 sur les images) de magnitude +7, presque à côté de l'étoile polaire à environ 20 minutes d'arc. C'est notre première étoile de notre triangle et aussi notre étoile de base qui servira à trouver les deux autres.
Commencez par aligner cette petite étoile avec l'étoile polaire et continuez la projection sur une ligne droite jusqu'à une distance d'environ 2° (étoile #1 vers Polaris puis vers étoile #2 sur les images). Vous trouverez une autre étoile sensiblement de la même brillance. C'est la seconde étoile de notre triangle (identifiée #2).
Toujours en revenant à notre petite étoile de départ (étoile #1) et l'étoile polaire, faites un angle d'environ 70° sur une distance d'environ 1,7°, vous trouverez la troisième étoile (identifiée #3). Si nous regardons l'ensemble des trois étoiles de magnitude +7, on voit très bien que cela forme un petit triangle d'étoiles autour du PNC. Le pôle Nord céleste est situé presqu'exactement au centre de ce triangle. On voit très bien ce triangle d'étoiles aux jumelles et dans les chercheurs même dans les endroits pollués lumineusement.
Si vous observez à la campagne sous un ciel exempt de pollution lumineuse, vous remarquerez un second triangle à l'intérieur du triangle principal formé par 3 étoiles de magnitude +9 et +10 (identifiées #4, #5 et #6 sur les images). Le pôle est située entre les étoiles identifiées #4 et #6 sur l'image.
En tout temps, vous pouvez vous servir des images de cartes célestes montrant l'emplacement du PNC par les étoiles repères. Faites vous une copie papier de l'image selon l'orientation que vous voyez dans votre chercheur ou votre télescope et pratiquez-vous à identifier l'emplacement exact du pôle par les étoiles repères. Avec un peu de pratique, vous deviendrez très vite familier avec ces étoiles repères.
Maintenant, pour mettre en station un télescope Schmidt-Cassegrain précisément sur le PNC, voici ma procédure.
Insérez l'embout des pattes du trépied du télescope dans de petites assiettes métalliques sur le sol. Ne pas fixer ces assiettes pour l'instant. On retrouve ces composantes dans les bonnes plomberies commerciales. Dirigez l'axe polaire du télescope en direction de l'étoile polaire le plus près du pôle possible.
Mettez le télescope parfaitement au niveau. Débranchez le système d'entraînement du télescope. Vous n'en avez pas besoin pour cette étape.
Centrez l'étoile polaire dans le télescope principal. Utilisez un oculaire d'environ 26mm ou mieux, un oculaire à réticule illuminé d'environ 12mm. Centrez le réticule du chercheur sur l'étoile polaire. Il est important de choisir l'étoile polaire pour cette manoeuvre car le pôle Nord céleste est situé très près et nous évitons ainsi de déplacer le chercheur. Il est très important à ce que le télescope principal et le chercheur soient tous les deux parfaitement centrée sur l'étoile polaire.
Une fois l'étoile polaire parfaitement centrée dans le télescope et le chercheur, il va falloir s'assurer que l'axe optique du télescope principal soit parfaitement aligné par rapport à l'axe polaire du télescope. C'est comme si l'on faisait passer une ligne imaginaire à partir du centre de l'axe optique du télescope à travers l'axe polaire du télescope comme le montre l'image suivante.
Attention de ne pas se fier sur l'indication 90° du cercle de graduation de la déclinaison car rien ne prouve qu'il soit bien ajusté. Nous verrons à ajuster ce cercle de graduation précisément lors d'une étape ultérieure.
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Tout en regardant dans l'oculaire du télescope principal, choisissez-vous une étoile quelconque près du centre et concentrez-vous à observer le mouvement qu'elle décrira. Tournez lentement le télescope de gauche vers la droite et vice versa toujours en fixant votre étoile cible et observez ce qui se passe avec votre étoile cible dans le centre du champ. Si votre étoile décrit un arc et sort du champ, c'est que l'axe polaire n'est pas parfaitement aligné par rapport à l'axe optique du télescope. A l'aide de la vis de précision de la déclinaison, faites quelques ajustements pour ramener le télescope légèrement dans le sens inverse de la courbure de l'arc. Continuez à tourner lentement le télescope tout en continuant d'observer le comportement des étoiles dans l'oculaire du télescope.
Lorsque l'axe optique du télescope sera parfaitement aligné à l'axe de rotation ou axe polaire, vous devriez voir les étoiles qui demeurent toujours dans l'oculaire lorsque vous tournez le télescope d'un côté comme de l'autre (voir l'animation
ci-haut). Si c'est le cas, vous pouvez maintenant ajuster le cercle de graduation de la déclinaison du télescope sur 90°. À ce stade, bloquez fermement votre télescope en déclinaison pour qu'il ne bouge plus.
Maintenant que votre télescope est parfaitement ajusté, il vous suffit de déplacer uniquement votre trépied et les vis du support de l'axe polaire (wedge) pour centrer le réticule du chercheur de votre télescope à l'emplacement exact du PNC en vous servant des cartes célestes. ATTENTION! : en aucun moment vous ne devez bouger le télescope par la déclinaison.
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Vérifiez à nouveau si les étoiles demeurent dans le champ de l'oculaire lorsque vous tournez le télescope dans un sens et dans l'autre comme à l'étape #5. Pour obtenir une précision encore plus grande, identifiez la position exacte du PNC dans le champ de l'oculaire du télescope en vous servant des étoiles repères des images et poursuivez la mise en station. Les images ci-haut montrent les étoiles faibles près du pôle Nord céleste. L'image en haut à droite montre l'emplacement très précis du PNC par les étoiles repères. Les étoiles identifiées #4, #5 et #6 sont les mêmes que celles identifiées #4, #5 et #6 à l'intérieur du triangle d'étoiles principal dans l'image de gauche et que l'on reconnaît dans un bon chercheur 8 x 50. Pour utiliser ces cartes, faites-vous des copies imprimées des image ou mieux téléchargez ces images afin de les faire apparaître dans un logiciel de traitement d'image. Orientez chacune des images de façon à obtenir la même orientation des étoiles qui apparaissent dans l'oculaire du chercheur (image de gauche) et du télescope (image de droite). Faites-en une copie sur papier selon diverses orientations et choisissez celle qui vous conviendra le mieux.
Dans le chercheur, identifiez l'étoile #4 qui est la plus brillante des étoiles du second triangle. Amenez le centre du réticule du chercheur sur cette étoile en utilisant uniquement les vis d'ajustement du support de la monture (wedge). Dans l'oculaire du télescope, vous devriez reconnaître cette étoile ainsi que les autres étoiles autour de l'étoile #4. Il y a 2 autres petites étoiles assez brillantes à côté. Toujours en vous guidant par les étoiles repères de votre carte, dirigez-vous lentement sur la position exacte du PNC en ne vous servant UNIQUEMENT que des vis du support de la monture. En aucun temps, vous ne devrez déplacer l'axe de déclinaison. Vous aurez de cette manière une orientation très précise de votre télescope sur le PNC. Une fois le PNC atteint, serrez bien les vis de support.
Une fois la mise en station effectuée, fixez les assiettes métalliques au sol à l'aide de clous de 15cm. Vous n'aurez simplement qu'à insérer à l'avenir les embouts de votre trépied dans le centre de ces assiettes lors de vos prochaines séances d'observation et votre télescope sera toujours parfaitement en station sur le PNC. Vous pourrez l'utiliser pour tout genre de projets et même faire l'observation d'objets célestes en plein jour. Personnellement, tous mes appareils sont fixés sur une plate-forme de bois fixée à la base de mon trépied de télescope (Meade 25cm SCT LX-200) et je ne fais que transporter l'instrument au complet dans mon garage lorsque j'ai terminé mes observations. Cela me prend à peine 15 minutes pour installer tous mes instruments y compris télescope, ordinateurs et CCD.
J'utilise cette méthode depuis plus de 30 ans. Elle est rapide et très précise. On peut l'utiliser aussi pour mettre en station les autres types de monture équatoriale de télescope. En orientant précisément mon instrument sur le PNC et en fixant solidement mes assiettes métalliques au sol, je n'ai plus à refaire la mise en station. Je ne la fais qu'une fois par année. Même après le passage de l'hiver, je n'ai que très peu d'ajustements à effectuer. L'été, je peux passer la tondeuse sur mes assiettes métalliques sans danger puisqu'elles sont très basses. Il n'y a aucun dommages sur le terrain.
Je vous recommande d'essayer cette méthode rapide et très efficace. Suivez les étapes énoncées ci-haut et vous aurez une mise en station parfaite et vous pourrez profiter au maximum des performances de vos instruments.
