L'AXE D'ASCENSION DROITE

L'AXE DE ROTATION

Cette axe d'ascension droite ou axe horaire constitue l'axe principal d'une monture équatoriale. En effet, c'est le rotation de cet axe qui permet de compenser le mouvement de rotation de la Terre et par conséquent de réaliser un suivi sidérale. (1 tour en 23h 56min et 4s) L'arbre doit donc être particulièrement rigide pour ne subir aucune flexion lorsqu'il doit supporter le poids de la fourche et du tube. Nous avons choisi de réaliser l'arbre dans un cylindre en acier Stub (acier traité et usiné d'origine au centième de millimètre près) de 50 mm de diamètre.  La fixation sur la fourche est assurée d'une part à l'une des extrémités de l'arbre par une plaque d'acier de 5 mm d'épaisseur soudée perpendiculairement à l'axe. D'autre part, une plaque d'acier de 10 mm d'épaisseur percée en son centre et sur laquelle est soudée une bague ajustée de diamètre intérieur 50 mm, peut glisser le long de l'arbre et venir serrer la base de la fourche. L'ensemble arbre + plaques présente une masse de 14 Kg. Voir schéma CAO ci-contre.

Afin d'assurer la rotation, l'arbre se fixe dans 2 paliers de diamètre intérieur 50 mm. Il est inutile de choisir des roulements de grande qualité étant donné la faible vitesse de rotation qu'il est nécessaire d'imprimer à cet axe (maximum quelques degrés par seconde pour le pointage) L'axe s'appuie également sur une butée à bille que l'on peut apercevoir sur la photo ci-contre.

Cette photo fait apparaître l'axe horaire monté dans ses deux paliers eux-mêmes fixés sur la base de la monture.

LA MOTORISATION

Le choix du type de motorisation

Le système d'entraînement classiquement utilisé par les amateurs qui construisent des télescopes est un système bâti autour d'un secteur lisse de grand diamètre, un ruban en acier, un écrou tracteur, une tige fileté et un moteur pas-à-pas. Cette succession de composants permet d'obtenir un rapport de réduction important (>1/10000). La vitesse sidérale peut alors être obtenue sans problème. Le problème qui se pose est que le système fonctionnant autour d'un écrou qui se visse sur une tige fileté présente une fin de course à un moment donné. Il faut alors dévisser à la main et réinitialiser. Les systèmes existant peuvent généralement fonctionner 3 heures en vitesse sidérale avant de nécessiter une remise à 0. Mais en 3 heures le télescope ne s'est déplacé que de 45°.

Or nous voulions un système nous permettant une recherche automatique d'objets célestes. Dans ce cas la rotation de l'axe ne doit pas être limitée par  une butée. De plus un rapport de réduction trop important empêche par la suite de générer de grandes vitesses de rotation (>1°/s par exemple). En effet les moteurs pas à pas ne peuvent généralement pas supporter plusieurs milliers de pas à  la seconde. 

Un autre système utilisé celui là dans la plupart des montures du commerce est le système roue et vis sans fin. Il nécessite une roue de grand diamètre pour permettre un grand rapport de réduction. Cette solution est intéressante mais extrêmement coûteuse. (plusieurs milliers de francs pour le roue)

Nous avons donc retenu un système poulie-courroie crantée : la rotation peut se faire sur 360°, l'utilisation de poulies au nombre de dents différents engendre un rapport de réduction, la courroie peut se tendre facilement et ainsi réduire le jeu au minimum lors des changements de direction et les composants sont relativement bon marché (quelques centaines de francs.). Les systèmes poulies-courroie sont fréquemment utilisés dans les machines outils à commande numériques et assurent une grande précision.

Poulie de marque synchroflex	Courroie crantée de marque synchroflex (différentes largeurs et pas disponibles)

Réalisation pratique

Les 2 photos ci-dessous font apparaître le montage réalisé avec d'une part une poulie de grand diamètre (60 dents) qui a été alésée à un diamètre intérieur de 50 mm et serré sur l'arbre par des vis de pression. D'autre part, une seconde poulie de plus petit diamètre (12 dents) est fixée en sortie de l'ensemble moteur. Le rapport de réduction ainsi obtenu est de 1/5 .  La largeur de la courroie choisie est de 16 mm. Elle est tendue principalement en translatant tout l'ensemble moteur fixée sur une plaque en aluminium.

Le moteur choisi est un moteur pas à pas 100 pas de marque Portescap ( référence P530).Il est associé à un réducteur du même fabricant (référence RG1/9) de rapport de réduction 1/480. Le couple maximum en sortie du réducteur est de 1,2 Nm ce qui est largement suffisant même si la monture est mal équilibrée.

Moteur pas à pas P530 (100 pas) Portescap	réducteur RG1/9 (1/480) Portescap

Le rapport de réduction total de ce système d'entraînement est donc de 1/(480x5) = 1/2400 .

Ceci peut sembler un peu faible mais présente l'avantage de pouvoir faire tourner cette axe horaire à une vitesse proche de 2°/s lors des pointages ce qui est très agréable. De plus nous avions décidé "d'adoucir" de façon électronique le passage de chaque pas du moteur. Une carte micropas (avec une fonction sinusoïdale) permet d'éviter l'essentiel des vibrations liés au fonctionnement du moteur. 

En plus des tests visuels, qui se sont révélaient tout à fait satisfaisant du point de vue du fonctionnement de la monture, le suivi sidérale a été employé pour réaliser de la photographie en parallèle. Les photographies sont nettes et les étoiles piquées après un suivi de plusieurs minutes ( testé jusqu'à 10 minutes). A noter tout de même, la focale de l'objectif photo utilisée étant assez courte, la précision requise lors de ce premier test photographique n'était pas très importante.  

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