Comité de Liaison Enseignants et Astronomes
Les moyens actuels permettent des méthodes plus simples que
celles utilisées au 19ème siècle. Il suffit d'avoir deux photos
du passage de Vénus, prises au même instant depuis deux lieux
éloignés et orientées de la même manière. Notre but est d'obtenir
avec des moyens simples et avec la participation d'élèves
une bonne approximation de la distance Terre - Soleil. A la
suite de ces mesures, nous éditerons une fiche pédagogique
permettant à d'autres élèves de refaire les calculs.
Ce protocole est proposé après discussion avec Georges
Paturel, astronome à l'observatoire de Lyon et président du
Comité de Liaison Enseignants et Astronomes, Gilles Dodray,
astronome amateur (Calcul de la distance Terre Mars, Cahiers
Clairaut automne 2001, Des images pour mesurer la parallaxe
de Vénus ou de Mercure, L'Astronomie, mars avril 2003), et
Pierre Causeret, astronome amateur (Calcul de la distance
Terre-Soleil à partir d'un transit de Vénus, L'Astronomie,
février 2000, Calcul de la distance de la Lune par une mesure
de parallaxe, Cahiers Clairaut, hiver 2000-2001)
1. Type de photo à réaliser
Le but est d'obtenir deux photos de Vénus devant le Soleil
prises depuis deux lieux éloignés à la même heure et qu'il
faudra superposer. Pour que cette superposition soit plus
facile, nous proposons de réaliser deux images montrant au
moins la moitié du Soleil. Nous disposerons ainsi d'un diamètre
solaire et du pôle sud du Soleil. Il faudra faire des essais
de matériel et de photo avant le 8 juin pour être sûrs du
résultat.
Différentes techniques sont proposées :
a. Appareil photo reflex argentique derrière télescope de
1,5 mètre à 2 mètres de focale.
C'est une méthode relativement simple. L'appareil photo sans
objectif est fixé sur le télescope à l'aide d'un raccord (on
trouve dans le commerce des bagues T d'adaptation). Sur le
négatif, le Soleil mesurera 18,3 mm et Vénus 0,6 mm pour 2
m de focale.
On choisira une pellicule de 100 ou 200 ISO.
Le temps de pose peut être obtenu avec la cellule de l'appareil.
Il faut faire des essais auparavant en variant les temps de
pose.
Les filtres : il vaut mieux disposer d'un filtre photographique
pleine ouverture (moins dense qu'un filtre visuel), les temps
de pose seront plus courts et l'image plus nette.
Difficulté : la netteté n'est pas toujours évidente à faire.
Dans les essais qui précéderont, il faudra modifier la mise
au point en prenant des repères si c'est possible. On peut
aussi utiliser une loupe.
b. Appareil photo numérique à objectif interchangeable.
Même remarques qu'au paragraphe précédent.
Il faudra tenir compte du coefficient correcteur pour obtenir
la focale équivalente en 24x36. Un APN avec coefficient de
1,6 derrière un télescope de 900 mm de focale donne l'équivalent
d'un 1,44 m de focale en 24x36.
c. Webcam derrière téléobjectif de 300 mm de focale (ou
derrière une lunette avec réducteur de focale).
C'est une technique facile. La définition est moins bonne
que l'argentique mais elle reste correcte. Pour une ToUCam
par exemple (capteur de 480x640) derrière un 300 mm, le Soleil
fait environ 490 pixels et Vénus 15 pixels. Son avantage est
que la technique est rapide, les images peuvent être envoyées
immédiatement et on peut facilement superposer plusieurs images
pour réaliser un chapelet.
d. Appareil photo numérique à objectif fixe derrière l'oculaire
d'un instrument.
Il faut que l'appareil photo soit fixé sur un support pour
pouvoir régler précisément son orientation. On choisit l'oculaire
pour avoir au moins un demi-soleil dans le champ. Il faudra
aussi veiller à ce que l'appareil soit parfaitement dans l'axe
pour éviter toute déformation. C'est une technique à tester
auparavant.
2. Orientation des photos
C'est un des secrets de la réussite. Le grand côté de la
photo devra être orienté Est - Ouest le plus précisément possible
(points cardinaux terrestres). Pour que l'orientation se conserve
pendant le passage de Vénus, l'appareil doit être installé
sur une monture parfaitement en station.
Pour vérifier l'orientation, une étoile doit suivre le bord
du champ au cours du mouvement apparent du ciel (donc sans
entraînement). Avec une webcam, on peut fixer sur l'écran
de l'ordinateur un fil parallèle au bord et vérifier qu'une
étoile suit ce fil. Choisissez une étoile assez haute ou au
Sud pour éviter les problèmes de réfraction.
Cette mise au point sera à tester longtemps avant le transit.
On pourra fixer une réglette sous l'appareil photo ou la webcam
et prendre des repères sur le télescope pour retrouver rapidement
l'orientation. Ce sera utile si le ciel est couvert avant
le transit le matin du 8 juin.
En cours d'observation, vérifiez que l'appareil est toujours
bien orienté. En effet, une mauvaise mise en station amène
une rotation du champ photographique qu'il faudra éventuellement
corriger.
3. Le 8 juin (toutes les heures sont
en heures T.U.)
Si votre monture n'est pas fixe, la mettre en station avant
le lever du Soleil en espérant que votre ciel sera dégagé
(il faudra commencer tôt, le Soleil se lève autour de 4 h
TU en France métropolitaine)
Fixez votre appareil photo ou votre webcam et l'orienter
précisément. Si vous avez des repères précis, vous pourrez
le faire de jour et vérifier l'orientation sur le Soleil.
Sinon, il vaudrait mieux le faire durant la nuit du 7 au 8
juin, sur une étoile. Attention, quand le Soleil est bas,
avec la réfraction atmosphérique qui varie avec la hauteur,
le Soleil ne suit pas exactement un parallèle et peut se décaler.
Notez très précisément les heures d'observation des premiers
et deuxièmes contacts. L'Institut de mécanique Céleste propose
de collecter ces informations pour déterminer la distance
du Soleil comme on le faisait au 19ème siècle. C'est aussi
intéressant d'y participer.
Faites une image toutes les demi-heures de 5 h 30 à 11 h
(T.U.), ce qui fait douze images. Il faudra avoir l'heure
exacte à la seconde près (pour synchroniser vos montres, appelez
au téléphone le numéro de l'Horloge Parlante :
36 99).
On pourra tripler chaque image pour le temps de pose. 30
secondes avant l'heure, faire une image sous exposée, puis
une image au temps de pose prévu à la bonne heure, puis une
image surexposée 30 secondes après. En argentique, il faudra
prévoir plusieurs pellicules si on veut aussi photographier
le début et la fin du transit.
Pour participer au calcul proposé de la distance Terre -
Soleil, relevez la hauteur du Soleil et son azimut toutes
les demi-heures à chaque prise de vue. Un petit appareil gradué
très simple sera proposé pour les obtenir.
A la fin du passage de Vénus, notez les heures d'observation
des troisièmes et quatrièmes contacts
On pourra observer les jours précédents si la surface du
Soleil montre des taches. Cela faciliterait la superposition
des clichés.
4. Variantes
a. Webcam derrière télescope
L'inconvénient de la webcam est son manque de pixels, ce
qui peut être compensé par une focale plus grande mais la
superposition des images risque d'être plus délicate.
Les images de la simulation qui suivent ont été faites pour
une webcam de type ToUcam placé au foyer d'un instrument de
1 mètre de focale. On peut avoir le pôle Sud du Soleil (Sud
au sens terrestre) au milieu du passage avec cet agrandissement
et les erreurs d'orientation seront un peu moins importantes
à ce moment là.
Pour ceux qui disposent de plusieurs instruments, nous proposons
de faire aussi quelques images avec une webcam parfaitement
orientée derrière un instrument de 1 m de focale environ aux
heures suivantes :
7h45, 8h15 (proche du maximum de 8h20), 8h45. On pourra alors
envoyer les images le jour même et avoir la distance du Soleil
immédiatement.
b. Chapelet
Réaliser un chapelet par superposition des images obtenues.
On reconstitue ainsi la trajectoire de Vénus sur le Soleil.
6. En résumé
* Choisir sa focale pour avoir au moins la moitié
du Soleil.
* Mettre l'installation en station en fin de nuit
le matin du 8 Juin.
* Orienter précisément le récepteur photo.
* Prendre des clichés toutes les demi-heures exactes.
* Profiter pleinement du spectacle lors de l'entrée
ou de la sortie de Vénus, et noter les quatre instants
TU de contacts entre Vénus et le Soleil !
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Si vous êtes intéressés pour participer à ces mesures, je
vous propose d'envoyer un mail à l'adresse :
pierre.causeret@wanadoo.fr
en notant les instruments utilisés, ainsi que vos questions
et vos critiques.
Vous trouverez aussi sur le site
Internet du CLEA une page sur le sujet.
Espérons que le ciel sera dégagé le 8 juin
!
Pour tout contact sur le passage de Vénus :
pierre.causeret@wanadoo.fr
gilles.dodray@chello.fr
Comité de Liaison Enseignants et Astronomes
Laboratoire d'Astronomie, bât. 470
Université Paris Sud 91405 Orsay cedex
Tel / Fax : 01 69 15 63 80
Adresse électronique :
clea.astro@astro.u-psud.fr
Site Internet http://wvwv.ac-nice.fr/clea
Et si vous êtes débutants en astrophotographie,
consultez impérativement notre dossier
sur la photographie du Soleil et tout particulièrement
le chapître relatif à la protection de vos yeux. |