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Contrairement aux planètes Saturne et Jupiter, qui
font les délices des astronomes en culottes courtes,
Mars est difficile à observer et encore plus à photographier.
Tout d'abord, parce que c'est une toute petite planète,
de 6 780 km de diamètre, contre 12 742 km pour notre
Terre.
Comparaison entre les tailles de la Terre et de la planète
Mars
Cette petite taille explique le faible diamètre apparent
de Mars dans un télescope, même lorsqu'elle passe
au plus près de la Terre : seulement 20.8" d'arc lors
de son passage en opposition le
13 juin 2001. Lors de l'exceptionnelle opposition d'août
2003, Mars mesurera 25,1". En 2005, le diamètre apparent retombera à 20.18".
Autre difficulté, la hauteur de Mars au-dessus de
la ligne d'horizon : c'est ainsi que lors de l'opposition
de 2001, la Planète Rouge est toujours restée
très basse sur l'horizon, y compris à l'heure
de son passage culminant dans le ciel, au méridien.
Mars est ainsi toujours restée scotchée au ras
des bancs de brume qui encombrent souvent l'horizon et qui
sont si empoisonnants pour l'observation au télescope.
Il y avait donc peu de chances de distinguer Mars aussi bien
que les sondes spatiales de la NASA ! Et plus vous habitiez
au Nord et plus Mars était basse sur l'horizon !
En 2003, c'était déjà mieux : la hauteur de Mars était de presque 30 degrés au dessus de l'horizon à la fin du mois d'Août pour les observateurs situés dans le Sud de la France, et de 24 degrés pour ceux situés au Nord. En 2005, ce sera infiniment plus confortable : plus de 57° pour les amateurs normands, comme le montre le petit schéma ci-dessous. Le meilleur sera pour 2007, avec 67° !!! Ensuite, Mars redescendra d’année en année l’escalier du ciel.
C'est lors du passage au méridien que les images de Mars
ont le moins d'atmosphère à traverser, et par conséquent
qu'elles sont le moins déformées par la turbulence
atmosphérique terrestre. Notez qu'en seconde partie
de nuit, l'équilibre thermique de l'air et du sol favorise
généralement la stabilité atmosphérique. C'est
une période plus favorable pour obtenir une image stable et
donc détaillée. Pour connaître avec précision
les heures de lever, de coucher et de passage au méridien
de la Planète Rouge pour votre lieu d'observation,
connectez-vous au serveur
d'éphémérides de l'Institut de Mécanique
Céleste. Ci-dessous, quelques dates, calculées
pour Fécamp (en Temps Universel).
Par ailleurs, pour éviter d'autres sources classiques
de turbulence, ne faites pas la bêtise de placer votre
télescope sur une terrasse de béton ou à
côté d'un toit de maison : le rayonnement solaire
emmagasiné durant la journée est restitué
la nuit sous forme de rayonnement thermique. L'air au-dessus
de votre toit ou de votre terrasse va jouer la danse de Saint
Guy, exactement comme l'air chaud au-dessus d'une casserole
sur le feu ... Sans parler des lampadaires, ennemi juré
de l'astronome amateur !!! Vous pouvez estimer facilement
la turbulence atmosphérique en observant Antarès, l'étoile
principale de la constellation du Scorpion qui brille juste
au-dessus de l'horizon Sud en début de nuit. Si elle
scintille fortement, il y a peu de chances que les images
soient bien stables ...
Si votre ordinateur dispose d'un logiciel capable de lire
de la vidéo au format mpeg, vous pouvez ouvrir le film
que nous vous proposons pour voir à quoi ressemble
une vision dans le télescope géant d'Hawaï
de Mars gigotant au gré des turbulences
(attention : le chargement de ce film de 600 Kilo-octets,
au format mpeg, demande un peu de temps).
Préparez votre
observation de la planète Mars
En fonction de la date et de l'heure, déterminez les principales
formations martiennes visibles au moment de l'observation
en vous aidant des petites cartes rudimentaires ci-dessous.
Nous vous proposons une carte plus
détaillée, fournie par l'Association of
Lunar and Planetary Observers (ALPO), avec son mode d'emploi.
Pour faciliter vos observations, vous pouvez également
télécharger MERIDIAN,
petit logiciel gratuit de simulation de la surface des planètes
mis au point par nos amis canadiens et traduit en français
par M'sieu' Duplessis (2003 fois merci !)
Toujours en français, vous trouverez également
de belles cartes de Mars, établies à partir
des sondes spatiales qui ont survolé la Planète
Rouge, sur le site de Philippe
Labrot.
Autre excellent logiciel de cartographie martienne, mais en anglais, téléchargeable gratuitement : Mars Previewer II, que vous trouverez sur le site d'un célèbre astrocamé, Bernard Bayle.
Le site
de la NASA vaut également le détour à
condition, là encore, que vous pratiquiez l'anglais
!
Compte tenu de la petite taille de Mars, un instrument est
indispensable pour en observer les détails. Pas forcément
un gros télescope de 250 mm de diamètre ! Avec une
lunette astronomique de 60 mm de diamètre et un grossissement
X 100, on peut déjà commencer à distinguer
les calottes polaires de Mars : ce que l'astronome néerlandais
Christiaan Huygens a réussi à observer au XVIIème
siècle avec sa petite lunette bancale, vous pouvez
l'observer aussi ...
Mais, en général, il faut une lunette astronomique
d'au moins 80 mm de diamètre pour espérer apercevoir,
à un grossissement X 150, les principales zones sombres
de la planète Mars : Syrtis Major, Sinus Meridiani,
Sinus Sabaeus et Mare Acidalium. Avec un diamètre supérieur
à 200 mm et avec de bonnes conditions atmosphériques, il est
parfois possible de suivre les évolutions des formations martiennes
dues aux tempêtes de sable,
comme ce fut le cas lors de l'opposition de 2001, ou à
la fonte de la calotte polaire. C'était justement le cas lors de l'opposition de 2003 : le pôle Sud de
la planète Mars était alors orienté vers la Terre et, là-bas, c'était le
printemps. Par contre, lors de l'oppostion de 2005, le pôle sud sera
toujours tourné vers nous mais ce sera alors l'été et la calotte polaire
sera donc très réduite.
Evolution de la calotte polaire au fil des saisons martiennes
Photo NASA / télescope spatial Hubble
Autre phénomène observable avec un bon télescope
: la ronde de Phobos et Deimos, les deux satellites de Mars. En novembre 2005, Phobos atteindra la magnitude 10.9 et Deïmos la magnitude 12.
Phobos
Phobos est un petit caillou irrégulier d'environ
27 km de long; il effectue une révolution autour de
la Planète Rouge en 7.65 heures, alors qu'il qu'il
faut 30.3 heures à Deïmos, qui est un peu plus
petit (environ 15 km de longueur). La rapidité de Phobos
a une conséquence assez étrange : un astronaute
ayant atterri sur Mars verrait Phobos se lever à l'Ouest
et se coucher à l'Est, et celà deux fois par
jour ...
Deimos
Phobos et Deïmos semblent être deux astéroïdes,
mesurant respectivement 27 et 15 km, que Mars a capturé
voici plusieurs milliards d'années. L'orbite de Phobos
se rapproche lentement mais sûrement de Mars et il devrait
s'y écraser dans moins de 100 millions d'années.
L'ombre de Phobos sur Mars - Photo NASA / sonde spatiale
Mars Global Surveyor
Pour Deïmos, c'est l'inverse : il devrait un jour réussir
à échapper à l'attraction gravitationnelle
de Mars et aller se perdre quelque part dans le système
solaire
Pour faciliter vos observations des deux satellites de Mars,
repérez-les grâce aux cartes
interactives du Jet Propulsion Laboratory de la NASA et
de son simulateur des positions des corps du système
solaire
Réglez soigneusement
votre télescope :
Miroirs parfaitement alignés. Si besoin, refaites
leur collimation avant de démarrer votre observation.
Pour collimater
un télescope type Newton, visitez le site de Yann
Pothier. Pour collimater
un télescope type Schmidt-Cassegrain, visitez le
site de Thierry Legault
Oculaires de qualité. Laissez les oculaire type Kellner
ou Huyghens dans leur boîte de rangement et sortez vos
Rolls Royce : oculaires orthoscopiques haute définition, Nagler
et autres super-cadeaux de Noël)
Mise au point de l'image la plus précise possible. Une bonne
mise au point se fait soit sur la calotte polaire de Mars,
soit sur le bord de la planète, mais en aucun cas sur
son limbe, cette limite floue entre la partie de Mars plongée
dans la nuit et la partie éclairée par le Soleil.
N'oubliez pas de sortir votre télescope suffisamment
tôt pour qu'il se mette à la température de l'air. Une heure
peut être un minimum. Sauter cette étape est le meilleur
moyen pour avoir à des turbulences d'enfer à
l'intérieur du tube de votre instrument, avec à
la clé des images toutes floues.
Monture soigneusement mise
en station sur le pôle Nord céleste. Si vous
voulez faire des photos, ce point est particulièrement
important : il serait dommage que votre suivi soit totalement
pourri, ce qui réduirait à néant tous
les réglages des optiques de votre télescope.
Plusieurs techniques de mise en station sont utilisables,
dont vous trouverez la description sur le site
de Serge Bertorello
Pensez à noter la date, l'heure et toutes les informations
que vous jugerez utiles (télescope employé,
grossissement utilisé, filtres éventuels, qualité
de la transparence et de la turbulence du ciel, pellicule
photo et temps de pose employés ...)
Une fois tous ces réglages effectués, ne vous
attendez pas à voir des images de la même qualité
que celles fournies par le télescope spatial Hubble
: Mars est toujours un peu floue et les détails y sont
fugaces. Sachez attendre patiemment, l'oeil rivé à
l'oculaire, qu'un trou dans la turbulence atmosphérique
de la Terre vous permette de repérer quelques fins
détails sur la planète rouge. L'imprécision
des aspects de Mars déconcerte toujours les astronomes
en herbe. Pour bien fixer les idées, voici ci-dessous
ce que peut montrer un télescope professionnel comme
celui d'Hawaï (à gauche), ce que Hubble voit (à
droite) et ce que peut montrer un petit télescope amateur
(en-dessous, en grossissant à mort).
Photographier la planète
Mars :
La photographie de Mars est assez délicate : turbulence
nulle, mise au point parfaite et suivi impeccable sont les
3 mammelles de l'astrophotographe martien.
Le rapport F/D résultant de votre télescope doit être
de l'ordre de 60 à 110. Il peut être obtenu soit en utilisant
une lentille de Barlow, soit en emboîtant plusieurs
lentilles de Barlow les unes dans les autres (si on n'a peur
de rien), soit en employant des tubes allonges pour agrandir
encore l'image de Mars au foyer de votre télescope.
Pour des télescopes plus ouverts, dont le rapport F/D
est inférieur à 10, les astronomes amateurs chevronnés
conseillent plutôt d'agrandir l'image de Mars en utilisant
soit un oculaire de longueur focale courte (moins de 10 mm),
soit des oculaires de focale plus longue mais avec une distance
de projection plus importante.
Les astrophotographes confirmés utilisent une loupe grossissante,
qu'ils fixent sur le viseur de leur boîtier photo afin
de parfaire leur mise au point. Ils utilisent un déclencheur
souple afin de limiter les vibrations au moment du déclenchement
de leur pose photographique.
A défaut, vous pouvez employer la technique de l'occultation
manuelle : un carton noir est placé devant l'objectif
de votre télescope, en veillant à ne pas toucher
ce dernier; vous réglez votre appareil photo en pose
longue; puis déclenchez votre pose photo; attendez
quelques secondes que les vibrations dues au déclenchement
se soient dissipées; vous pouvez alors enlever votre
carton noir le temps de la pose photo; une fois celle-ci achevée,
replacez votre carton noir devant l'objectif de votre télescope;
vous pouvez alors interrompre votre pose photo au moyen du
déclencheur.
Pour mettre toutes les chances de son coté, il est souhaitable
de faire de nombreux clichés avec différents temps de poses
et en changeant la mise au point (tous les 4 à 5 vues). Ne
vous jetez pas au fond d'un puits si vous n'avez qu'un ou
deux clichés de montrables sur l'ensemble de votre bobine
de pellicule : c'est normal ! D'excellents clichés
auront l'aspect ci-dessous :
illustration fournie par l'ALPO
Selon le type de pellicule photo utilisé, le grandissement
de l'image et l'emploi éventuel de filtres, les temps
de poses s'échelonneront de 1/2 à 3 secondes. Plus la sensibilité
du film sera élevée, plus le temps de pose sera court, ce
qui est intéressant pour essayer de limiter les effets
de la turbulence. L'inconvénient des pellicules très
sensibles réside dans leur grain, plus gros, ce qui
nuit à la finesse de l'image. La pellicule T-MAX 100
peut être une bonne solution de compromis. La photo couleur
est tentante, mais la résolution de ces films est souvent
moins bonne que le noir et blanc. Quelques pellicules sont
cependant utilisables : Kodak Gold 100, Fuji Sensia 100, Kodak
Elite 100, Fuji Velvia 50 poussée à 100, Kodachrome 64, Fuji
Superia 400, Kodak Pro Gold 400.
illustration fournie par l'ALPO
N'hésitez pas à installer sur votre ordinateur
le logiciel
gratuit de Michaël Covington afin de vous aider à
calculer au mieux vos temps de pose.
L'imagerie numérique avec une caméra CCD
Les propriétaires de caméra CCD, sont soumis aux mêmes
contraintes que pour la photographie argentique : absence
de turbulence atmosphérique, mise au point parfaite,
absence de vibrations.
Pour la mise au point, chaque logiciel d'acquisition d'image
propose généralement un dispositif plus ou moins
élaboré que vous emploierez sur des étoiles faibles.Vous
visiterez avec profit la page web que Marc Sylvestre consacre
à la
mise au point avec une caméra CCD. Nous lui avons
pour notre part emprunté la technique du disque
de Hartmann, facile à bricoler, avec lequel nous
fignolons notre mise au point en pointant notre télescope
sur une étoile faible avant de nous diriger vers Mars.
L'immense avantage de la CCD réside dans son extrême
sensibilité, qui permet des temps de pose infiniment
plus courts qu'avec un appareil photo classique : on peut
ainsi espérer passer plus facilement dans un "trou"
de la turbulence atmosphérique de la Terre.
Le disque de Mars doit avoir une taille d'un dixième à la
moitié de celle de votre capteur CCD. Un filtre anti-infrarouge
est fortement conseillé par les CCDistes de renom,
surtout avec l'emploi de systèmes à lentilles (lunette, Barlow,
oculaire). L'utilisation de grands rapports F/D (>10) peut
projeter l'image de poussières sur le capteur et les rendre
visibles. Pour Mars, pas beaucoup de solutions : il est difficile
de faire un compositage de plusieurs prises de vue en plaçant
Mars sur différents endroits du capteur, en raison de la rapide
rotation de la planète sur elle-même; les différentes
prises de vue doivent être faites dans un temps court, ce
qui n'est pas toujours facile lorsqu'on est contraint d'attendre
les "trous" de turbulence pour faire ses photos.
cliché Maurizio Di Sciullo
Autre possibilité : réduire la longueur focale. Mais la résolution
des capteurs CCD (entre 6 et 24 microns) et la nécessité d'une
image occupant un assez grand nombre de pixels (100 x 100
au plus) ne facilitent pas la tâche. Dernière solution, probablement
la plus fiable, l'emploi de "flat-fields"
bien faits pour corriger l'absence de passage de lumière à
l'endroit des poussières présentes sur le miroir de
votre télescope, ainsi que l'explique très clairement
Valère
Perroud.
Une solution élégante et rapide réside
certainement dans l'emploi d'une webcam modifiée pour
s'adapter à votre télescope : il est plus facile
de repérer dans le flot continu d'images de votre film
les quelques images exploitables que vous pourrez ensuite
isoler et compositer. Le site de Bernard
Bayle vous donnera énormément de conseils
à cette fin. De remarquables exemples
de photos acquises avec des webcams ont été
obtenus lors de l'opposition de 2001.
Utilisant la même technologie, les webcams ont permis de réaliser un bond fabuleux dans la photographie planétaire. Pour en savoir un peu plus, consultez le remarquable dossier réalisé par Jean Christophe
Dalouzy, de la Société Astronomique de Rouen.
Les filtres colorés :
L'emploi de filtres colorés permet de renforcer certains
détails de la surface de la planète Mars.
Pour l'observation visuelle, notamment avec des instruments
de moins de 150 mm de diamètre, il est souhaitable
de prendre des filtres clairs pas trop denses afin de limiter
l'absorption lumineuse. Un filtre jaune (Wratten 8, 12 ou
15) pourra diminuer l'aberration chromatique d'une lunette
astronomique et permettre de mieux voir les
tempêtes de poussières qui recouvrent parfois le
globe martien durant plusieurs jours, et quelques fois plusieurs
semaines.
Les filtres rouges (W 23A, 25 ou 29) ou orange (W 21) renforcent
les zones sombres de Mars.
En photo, l'emploi de filtres vous obligera à des
temps de pose beaucoup plus longs, jusqu'à 3 fois le
temps de pose normal. Attention, ne vous faites pas piéger
: mettre un filtre sur l'oculaire change complètement
la mise au point. Cette dernière devra donc être
refaite à chaque fois que vous visserez un filtre sur
votre oculaire.
Si vous disposez d'un télescope d'au moins 250 mm
de diamètre, vous pouvez tenter l'observation des brouillards
martiens (filtre vert W 56 et 58) et des nuages de la haute
atmosphère martienne (filtre bleu W 80A, W64 ou filtre
violet W47). Brumes et brouillard se voient généralement
en bordure de la calotte glaciaire du pôle ou bien le
long du terminateur (= la ligne qui sépare le jour
de la nuit sur Mars)
En CCD, vous pouvez également essayer les filtres rouges
pour améliorer le contraste entre zones claires et zones sombres
de la surface martienne.
En savoir un peu plus sur la Planète Rouge :
Pour en savoir
plus sur la planète Mars, le site de Philippe Labrot
est une référence incontournable pour tous les
francophones : les reliefs de Mars, la météo
de Mars, les missions spatiales sur Mars, les photos de Mars,
les cartes de Mars, les films de cinéma parlant de
Mars : tout y est. Un site absolument fabuleux à ne
pas manquer, sous peine de courir le risque de mourir idiot
Comme d'habitude, le
site internet de la NASA et du Jet Propulsion Laboratory
est plein de photos splendides. Le site de la
sonde Mars Global Surveyor, actuellement en orbite autour
de la planète Mars est également très
riche de photos récentes pour qui veut se rincer l'oeil.
Photo NASA / sonde spatiale Mars Global Surveyor
Evidemment, le site consacré par Jim Bell à
la planète Mars vue par le télescope
spatial Hubble et les plus grands télescopes terrestres
n'est pas non plus piqué des hannetons ...
Et si la langue de Shakespeare vous rebute, vous ne perdrez
pas au change en consultant à la place le site de l'observatoire
du Pic du Midi.
Enfin, si vous souhaitez poser votre candidature pour le
prochain voyage sur Mars, n'hésitez pas à contacter
la section
française de la Mars Society.
Photo NASA / sonde spatiale Viking
Et surtout, n'oubliez pas que l'abus d'observations nocturnes
de la planète Mars n'est pas sans risques, tant sur
le plan physique que sur le plan mental.
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