Spectrohéliographe artisanal: premiers tests!

[AlSvartr 3 600]

Hello,

 

C'est un peu préliminaire mais je voulais partager avec vous quelques premiers tests encourageants que j'ai pu mener avec un spectrohéliographe fait maison ( à 95%).

 

Tout d'abord je dirais un guise d'introduction que j'ai mis le pied dans la spectrohélio avec le Sol'Ex, j'avais adoré l'idée de passer par l'impression 3D pour réaliser l'instrument et de manière générale l'idée de faire le plus avec le plus léger/compact/... Je m'étais bcp amusé avec le Sol'Ex associé à une petite WO, j'étais même monté à St Véran à 3000m pour tester la spectrohélio sous ciel pur (mais avec un succès mitié à cause du vent).

J'avais réalisé ensuite que certaines pièces de mon Sol'Ex étaient mal imprimées (warping) et que je travaillais hors axe en permanence. Malheureusement l'état de mon imprimante 3D s'était dégradé entre temps, et impossible de réimprimer correctement ces pièces.

 

Quelques années ont passé et ce projet de refaire de la spectrohélio ne m'a pas laché, mais je voulais aller plus loin en terme de résolution spectrale et spatiale. Mais cela pose un problème de taille (c'est le cas de le dire!): il faut plus de focale -> plus grande fente -> optiques plus larges (et donc plus lourdes) dans le SHG. 

 

Pour la fente; j'ai pu en trouver une auprès de Douglas Smith : 9 microns de large et 12 mm de long (merci à lui!!).

Pour les optiques, c'est facile à trouver et à nouveau je me suis largement inspiré du choix de Douglas: des téléobjectifs pentax Asahi en M42, une de 150 et une de 200mm de focale. Ca se trouve sur eBay pour des prix variant de 50 à 100 euros.

Pour le réseau il m'en restait un vieux de 50x50 en 2400 t/mm.

 

La grande question à 10 sesterces: comment faire tenir tout ce petit monde dans un SHG stable mécaniquement et qui ne pèse pas 5 kg? Pour le dire autrement, comment partir du concept du Sol'Ex (maximum d'impression 3D) mais tout en garantissant une stabilité mécanique maximale.

 

La réponse est en fait simple: Faire tenir les optiques (collimateur et objectif) et la bagues qui s'insère dans le PO du télescope sur une structure en alu bien solide mais pas trop lourde, et tout le reste via impression 3D en PETG.

 

Et tadaaaaaaa: mon SHG est né:

 

 

 

 

N'ayant pas les compétences ni l'outillage pour usiner l'alu, j'ai confié à AstroMecca le soin de me fabriquer deux pièces (à gauche) se fixent l'une à l'autre avec un angle de 34 degré.  Cette valeur de 34 degrés est par ailleurs celle utilisée pour le Sol'Ex.

Pour le reste, c'est du très standard, il faut seulement un imprimante 3D qui exploite complètement une surface de ~250 et ~170 mm de côté. La partie qui tient le réseau est un peu particulière je n'en parle pas encore.

 

Comme on le voit (ou pas), les optiques, la caméra, ainsi que la bague de raccord au PO du télescope ou de la lunette sont montées sur ces deux plaques. C'est donc très robuste! La seule optique dépendante de l'impression 3D est le réseau, qui ne pèse pas grand chose. La masse totale du SHG est d'environs 1.8 kg.  Par ailleurs ce que je montre ici est un prototype. En particulier je n'ai pas encore décidé de comment fermer l'ensemble et en même temps avoir accès à la MAP des deux téléobjectifs.

 

 

Bref, ce matin il faisait pas trop moche donc j'ai monté l'ensemble sur le HaT et puis sur le lunette de 130. Malheureusement le vent était fort donc je savais déjà que faire une image "spatiale" du soleil serait impossible. La caméra utilisée est une PO neptune, en attendant que je trouve une ASI 183 MM.

 

Voici quelques vues spectrales, d'abord le doublet du Fer à 6301.5 et 6302.5, ce qui m'a permis de contrôler la dispersion de l'ensemble. Je mesure à la grosse louche 0.04 A/pixel, c'est raccord avec les calculs.

Question résolution c'est plus difficile à estimer, mais si je regarde la largeur à mi hauteur des plus fines raies on a environs 0.12A, ce qui est aussi parfaitement raccord avec la théorie. Donc à priori la résolution effective ici est autour de 50000.

 

 

 

Les petits zigouigouis que l'on voit sur les raies principales c'est bien l'effet Doppler dans la photosphère.

 

 

Par ailleurs, j'ai voulu voir ce que ça donnerait sur une zone un peu active, l'effet Zeeman est un petit Graal qui me tenait à coeur (la faute à mes cours de mécanique quantique d'il y a plus de 20 ans).

 

Ci dessous j'ai pu dédoubler en particulier la raie à 6302A, on voit le gap entre les deux raies   YEEEEEEEEEAAAAAAHHHH!

 

 

Ensuite je suis allé voir la zone de la raie FeXIV à 5303A qui permet d'accéder à la couronne, à priori tout ira bien

 

 

 

 

Un peu de H-alpha, d'abord dans une zone tranquille, avec une belle visibilité de l'effet Doppler

 

 

Et puis avec un flare:

 

 

 

Et finalement avec du bon gros Doppler qui tache

 

 

 

Je termine en beauté avec l'hélium (D3), ayant pointé vers le limbe, avec le curseurs un peu à fond. J'avais oublié de refaire la MAP donc c'est un peu flou, mais on voit une belle émission due à l'He...ainsi que dans le doublet du Sodium juste au dessus. C'était la petite surprise à laquelle je ne m'attendais pas

 

 

J'ai encore pas mal de travail pour faire évoluer ce proto vers quelque chose de vraiment fonctionnel. Il y a pas mal de choses à raffiner: accès à la MAP des objos, respect des backfoci des mêmes objos (pas du tout le cas pour le moment),...

 

Bonne soirée,

 

Simon

Modifié 17 juillet 2024 par AlSvartr

[ALAING 66 280]

Félicitations

Bonne journée,

AG

[cosmo 0]

Bravo, une magnifique manip' qui combine mécanique, optique, acquisition et interprétation astrophysique. Le pied !

[stormlv 55]

Bravo Simon!

 

C'est excellent de le voir marcher si bien!

Felicitations!

Modifié 17 juillet 2024 par stormlv

[JPMasviel 1 034]

Une bien belle réalisation, qui donnera surement d'excellents résultats.

Bravo Simon !

[Pulsar59 5 395]

Félicitations,

 

les upscalings de Sol'Ex fleurissent un peu partout, c'est clair qu'augmenter les diamètres, les fentes etc... ne peut qu'améliorer la résolution.

[AlSvartr 3 600]

Merci @ALAING,  @cosmo, @stormlv, @JPMasviel, et @Pulsar59 pour vos commentaires encourageants !  

 

@Pulsar59  oui en effet. Et les expérimentations de Peter Zetner, Douglas Smith et d’autres ont accéléré cet upscaling.
 

Si en terme de résolution spatiale on arrive peut être un peu aux limites (seeing,..), il y a encore moyen de gratter en terme de résolution spectrale tout en gardant un setup adaptable sur n’importe quel instrument avec un PO pas trop faible. Prochaine étape : R=100k  

 

 

Modifié 17 juillet 2024 par AlSvartr

[christian viladrich 8 910]

Super Simon !

 

Je ne vois pas trop comment les deux plaques alu (inclinées entre elles de 34°) sont fixées entre elles. Elles sont visées l'une sur l'autre ?

 

Tout ça redonne un coup de jeune aux veilles optiques photo en M42

[AlSvartr 3 600]

Hello Christian,

 

il y a 18 minutes, christian viladrich a dit :

Je ne vois pas trop comment les deux plaques alu (inclinées entre elles de 34°) sont fixées entre elles. Elles sont visées l'une sur l'autre ?

 

Oui tout simplement, avec 3 vis en M5.

 

 

 

il y a 21 minutes, christian viladrich a dit :

Tout ça redonne un coup de jeune aux veilles optiques photo en M42

 

Oui et comme plus personne ne veut de ces optiques au pas bizarre , le prix est en général très contenu. De mémoire le télé de 200F4 je l'ai trouvé à 54 dollar (dans un état irréprochable!). Le 150F4 était un poil plus cher, 80 ou 90 dollar il me semble.

Tout inclus: usinage + réseau + optique +  fente ça tourne autour de 900 euros je pense. C'est à peu de chose près le double du Sol'Ex.