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Réflexions sur la photographie astronomique à haute résolution

par Jean Dragesco

La précision de l'entraînement (III)

La stabilité une fois maîtrisée, une autre grande difficulté attend l'amateur de haute résolution : l'entraînement horaire de la grande majorité des télescopes amateur manque totalement de précision. Pour s'en assurer il suffit d'observer une planète à l'aide d'un puissant oculaire réticulé (grossissement 200 à 300x). Turbulence mise à part, on s'apercevra que dans la majorité des cas la planète se déplacera par rapport à la croisée du réticule (même durant les 1 à 3 secondes nécessaires à la prise de vue). Suivant le cas, on observera un filé continu (vitesse légèrement inadéquate), un mouvement périodique ou un mouvement erratique. Si l'image de la planète se déplace durant une seconde de plus de 1", il est inutile de tenter la photographie à haute résolution. La grande majorité des dispositifs d'entraînement des télescopes du commerce sont insuffisants de ce point de vue; les roues tangentes sont toujours trop petites. Seuls Astro-Physics, Astronomical Equipment, Byers, Lichtenknecker Optics, Losmandy, Pentax, Takahashi et quelques autres se distinguent par des montures aux dimensions acceptables.

A lire : Motorisation Direct drive pour nos télescopes (PDF, 13 MB)

Revue des différents types de motorisation par C.Cavadore, Alcor-System, 2014

Celestron-Losmandy G11

Astro-Physics 1200 GTO

ASA Direct drive DDM60

(TL) Jean Dragesco lui-même, tout en bénéficiant à Cotonou (Rép.du Bénin) de très bonnes images, était dans l'impossibilité de dépasser une résolution photographique d'environ 2" avec un Celestron 8 à cause de l'imprécision de l'entraînement. Il y a quelques années Celestron changea de stratégie et proposa d'emblée pour les amateurs d'astrophotographie des montures Byers puis Losmandy équipées de grandes roues dentées et de pignons de haute précision sur tous ses modèles Schmidt-Cassegrain. Toutefois aujourd'hui, l'entraînement Direct drive offre une précision d'entraînement bien supérieure aux roues dentées et une souplesse d'utilisation inégalée mais qui malheureusement se paye au prix fort.

Nous insistons quelque peu sur ce problème d'entraînement car il est primordial. Même en admettant que l'ensemble mécanique soit bien conçu, un réglage particulier s'impose pour la photographie à haute résolution : il faut ajuster la vitesse en fonction de l'astre envisagé (Lune, planète, étoiles) en s'aidant d'un oculaire réticulé, d'une sonde optoélectronique ou d'une caméra CCD. Cet ajustage s'obtient par voie mécanique (en rectifiant le suivi manuellement) ou le plus souvent électrique (en équipant la monture de moteurs à courant continu), sinon électronique (moteurs pas-à-pas ou moteurs synchrones) assistés ou non par ordinateur (contrôleur intégré à une caméra CCD ou externe).

Pour la Lune, il convient également de corriger le mouvement en déclinaison dès que la pose dépasse 2 à 3 secondes (pour les éclipses lunaires notamment, les occultations, etc). 

A lire : Comparatif des erreurs périodiques des montures équatoriales

par C.Demeautis

Correction des erreurs périodiques (PEC)

Erreurs périodiques de l'entraînement d'un télescope Schmidt-Cassegrain Meade LX200 de 305 mm. Cette image représente deux filés de 8.5 minutes d'une étoile non guidée et non alignée en déclinaison mettant en évidences les erreurs périodiques de la roues dentée de l'axe horaire. En bleu, tracé sans correction périodique des erreurs. En rouge le tracé après enclenchant du système PEC; les erreurs périodiques oscillent entre 1 et 5" d'arc. Document préparé par Jason Lewis.

Pour en revenir au télescope trapu, en regard de la longueur des axes nécessaires à la monture allemande classique qui atteignent des dimensions démesurées, l'axe nécessaire à une monture à fourche est très court, quelque 15 cm de longueur mais il pourra seul assuré un contrôle précis du maintien du télescope durant de longues expositions. Il n'est pas nécessaire d'évider les bras de la fourche pour la rigidifier, cela dépend de sa composition (aluminium, bois, acier, etc) et du style de profil utilisé (angles droits, etc).

Progrès oblige, aujourd'hui les systèmes d'entraînement à roues dentées sont pratiquement démodés car ils sont concurrencés par le système Direct drive à entraînement magnétique qui offre une précision sans égal.

(TL) Depuis les années 1980 la plupart des revendeurs proposent également des systèmes GoTo d'entraînements électroniques assurant un pointage automatique sur n'importe quel objet du ciel (y compris les comètes, les astéroïdes et les satellites artificiels) à partir de coordonnées sauvegardées dans une base de données et d'un algorithme de calcul. Ces systèmes sont capables de piloter des montures altazimutales (qui ne requièrent pas d'alignement polaire mais seulement deux étoiles de référence) comme des montures équatoriales. La plupart de ces systèmes font appel à des encodeurs optiques dont la précision de pointage peut descendre en dessous de 30" chez Losmandy, le suivi lui-même étant tributaire de l'alignement de la monture et des erreurs périodiques des roues dentées. Le guidage par caméra CCD est plus élaboré mais également plus cher.

Le dérotateur de champ (field de-rotater)

(TL) Si le système altazimutal convient bien à l'observateur occasionnel faisant peu de photographie, il a cependant ses limites. En cours de poursuite par exemple le champ d'observation tourne sur lui-même malgré le fait que l'objet soit centré dans l'oculaire. Le système de guidage s'affole également lorsqu'il doit opérer près du zénith car l'ordinateur intégré doit effectuer des divisions avec des nombres devenant de plus en plus petits. Etant donné que les encodeurs ont une résolution finie, il peut arriver que l'ordinateur de bord saute de quelques minutes d'arc quand il doit se décider où aller sur base de ses calculs fluctuants. La solution consiste à utiliser un dérotateur de champ ou "field de-rotater" mais cet accessoire présente certains inconvénients.

Le dérotateur de champ et une caméra CCD fixés à l'arrière d'un télescope Schmidt-Cassegrain monté en altazimutal. Un dérotateur de champ coûte environ 700 € de plus qu'une monture équatoriale. Document de l'association Polaris.

En substituant les fonctions d'une table équatoriale, il permet de corriger l'effet de rotation sur une monture altazimutale. S'il assure bien son travail quand il s'agit d'observer ou de photographier un astre à travers l'objectif du télescope, il ne convient pas pour la photographie dite en parallèle, "piggyback", lorsque l'appareil photographique est fixé en parallèle sur le tube du télescope.

De plus il est déconseillé d'utiliser le dérotateur de champ avec de petits instruments portables (inférieurs à 300 mm d'ouverture) car vous devez compenser non plus les erreurs sur deux mais sur trois axes de façon très précise.

Autre inconvénient, un dérotateur de champ est encombrant. Le monter sur un télescope de moins de 300 mm d'ouverture que l'on dédie à la haute résolution serait inconsidéré. Il faut en effet penser qu'il sera en même temps rattaché à un système de guidage hors-axe ou une caméra CCD, l'ensemble du système étant probablement supporté par un trépied robuste.

L'équipement pour la haute résolution

Celestron de 14" sur monture Byers retrofit de Pedro Ré

Chambre Schmidt de 12/14" de Jason Ware

Meade 16" sur monture à fourche de la NOAO.

Si les grands télescopes (300 mm de diamètre et plus) ne sont pas un requisit pour réaliser des photographies en haute résolution, à rapport focal égal, leur plus grand diamètre permet d'obtenir des images plus brillantes et offrant plus de détails que les petits diamètres.

Non seulement le système de fixation doit être efficace sans générer la moindre flexion, mais il risque d'y avoir un problème d'espace au niveau du tirage oculaire tandis que le poids de l'ensemble provoquera un décalage du centre de gravité de toute l'installation. Cette solution précaire ne convient guère à une petite installation car tout votre système manquera de stabilité. Même équipé d'une optique irréprochable, ne comptez pas dessus pour obtenir de bons résultats en haute résolution.

Ceci dit, il y a des situations dans lesquelles un dérotateur de champ est très utile, mais si vous n'en avez pas spécialement besoin, adoptez plutôt la monture équatoriale qui vous libère d'une degré de liberté.

Reste un facteur dont il faut tenir compte, celui de l'optique. C'est l'objet du prochain chapitre.

Prochain chapitre

L'optique

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