Acquisition et traitement d'images planétaires
par Marc Delcroix

 Acquisition d'images planétaires

 Conditions météorologiques

 Conditions locales

 Conditions instrumentales

 Réglages optiques

  Calcul de la focale résultante

L'imagerie planétaire demande l'utilisation de grandes longueurs focales résultantes pour effectuer un mariage heureux entre : le pouvoir de résolution de l'instrument mis en œuvre et l'état momentané de la turbulence rencontrée au cours de la soirée. Pour connaître la longueur focale résultante (Fr/D ) d'un système, il faut connaître:
    - la dimension du carré inscrivant le pixel (les notices des caméras donnent cette dimension, généralement donnée en micromètres).
    - la dimension en pixel de l'image
    - le diamètre optique du télescope D en mm
Pour calculer la longueur focale résultant Fr, il faut:
    - dans un outil de retouche d'image, charger l'image dont on veut savoir avec quel Fr/D elle a été saisie. Cette image ne doit pas avoir été redimensionnée.
    - mettre l'équateur horizontalement à l'écran (de manière à mesurer le plus grand diamètre, car dans le cas des planètes gazeuses un aplatissement notable est présent aux pôles). S'aider en glissant l'image, du bord inférieur de l'écran pour la vérification.
    - rendre l'image assez claire par renforcement de sa luminosité, afin de bien voir les bords de la planète
    - au niveau de l'équateur, mesurer la position du bord droit sur l'écran, (les indications de bas d'écran s'affichent en pixel) noter D2.
    - même opération pour le bord gauche. Noter D1. Le diamètre en pixels vaut D2 - D1

Fr (mm)= (180 * 60' * 60" / PI) * taille du pixel (mm) *diamètre en pixels / Diamètre de l'équateur de la planète (")
~206265 * taille du pixel (mm) *diamètre en pixels / Diamètre de l'équateur de la planète (")

Bien souvent ceci ne correspond pas au calcul que les observateurs font en multipliant le pouvoir de multiplication des "barlows" par la longueur focale primaire du miroir de leur télescope, car la longueur focale primaire des télescopes (surtout les miroirs fabriqués personnellement) n'est pas connue avec précision et au cours des mises en place des amplificateurs optiques (barlows simple ou en cascade) il peut s'interposer un "tirage " dont la valeur n'est pas connue avec précision.

 Echantillonage

La valeur de l'échantillonnage appliqué est une donnée plus utile que la valeur de Fr/D. L'échantillonnage d'un montage optique s'obtient, pour les données ci-dessus par :

E (")= (180 * 60' * 60" / PI) * taille du pixel (mm) / Focale résultante (mm)
E " = 206265 * 0.0056 / 9362 = 0,12 "

L'optique utilisée est un 305 mm d'ouverture lequel a un pouvoir théorique de 12 / 30,5 = 0,39"
Il est recommander de travailler à la moitié du pouvoir séparateur (attention à cette expression) soit à 0,39 / 2 = 0,19"
On voit qu'ici ce télescope était sur échantillonné pour le plus grand bien de la qualité de l'image au plan des plus fins détails décelables.
L'état du ciel commande la plupart du temps la conduite que l'observateur doit avoir en fonction de ces grandissements d'images.
Pour les planètes qui présentent une phase importante comme Vénus et Mars, les mesures ci-dessus sont plus délicates. Il faut procéder en mesurant au mieux, le diamètre polaire.

 Collimation

 Fenêtre d'observation et dispersion atmosphérique

 Caméra

 Filtres

 Calibration de l'horloge du PC

Quelque soit le logiciel utilisé pour l'acquistion, vous devez vous assurer que votre PC est à l'heure pour que vos images puissent être utilisées (la position des formations sur les images dépendent de l'heure d'observation). Utilisez Windows pour synchroniser automatiquement la date et l'heure de votre PC: sur Windows XP,bouton droit sur l'heure en bas à droite de votre écran, "Ajuster la date/heure", puis:

 Temps de saisie maximum

Temps de saisie de la séquence images, à ne pas dépasser afin de rester en deçà du pouvoir séparateur instrumental:

Par suite de la rotation de la planète sur elle même, un point de l'équateur, vu par l'instrument d'optique utilisé, parcourt un petit angle apparent qui ne doit pas dépasser l'angle dit pouvoir séparateur de cet instrument. Il faut s'assurer que la durée de prise de vue est inférieure au temps de rotation de la planète correspondant au pouvoir séparateur de l'instrument divisé par 2 (théorème de Nyquist, pour assurer un échantillonage correspondant à la précision voulue). La formule correspondante (en ignorant l'effet de phase) est la suivante:

Durée film maxi (min)= (temps rotation planète (min) /PI) * (12 (cm)/ diamètre instrument (cm)) / (diamètre apparent planète ("))/ 2

Voilà ce que cela donne pour nos planètes favorites - il s'agit de valeurs théoriques, en pratique on peut pousser plus l'exposition :

Néanmoins le logiciel WinJupos permet de s'affranchir de cette limite, en compensant la rotation de la planète entre différentes acquisition, sur une acquisition longue, ou entre différents filtres. Consultez les guides de dérotation winjupos pour voir comment faire.