collimation et star test rap 2006 j.m.davoine/r.guinamard images issues du logiciel aberrator et de...

Collimation Collimation et star testet star test

RAP 2006J.M.Davoine/R.Guinamard

Images issues du logiciel Aberrator et de l’article " Star-test your telescope" de Alan M. MacRobert, Sky and Tel, Mars 1995

Avertissement :Avertissement :•Nous ne sommes pas des spécialistes…Nous ne sommes pas des spécialistes…

•Nous pouvons nous tromper…Nous pouvons nous tromper…

•Quasiment pas de théorie Quasiment pas de théorie

•Atelier axé sur le pratique et non le théorique…Atelier axé sur le pratique et non le théorique…

Collimation: quézako?Collimation: quézako?Alignement des différents composants optique en vue d’obtenir la meilleure image possible

Non collimaté Collimaté

Collimation: Ce dont on Collimation: Ce dont on ne va pas parler…ne va pas parler…

Les réglages faits initialement sur un télescope :• Perpendicularité du porte oculaire• Centrage du miroir secondaire dans le tube• Réglage en hauteur du secondaire par rapport au porte oculaire

Ces réglages pourront être discutés en apparté ou vus en détail sur : http://astrosurf.com/cielextreme/page180F.html

CollimationCollimation

Plus facile à montrer qu’à expliquer…

Sera surtout abordé dans la partie pratique à l’issue de cet exposé

Donc juste 7 diapos pour les newtons puis 1 diapo sur les Schmidt Cassegrain

Collimation du miroir secondaireCollimation du miroir secondaire(newton)(newton)

•Avec un tube percé d’un trou d’1 mm placé dans le p.o. (ou au pire en centrant au mieux son œil) :

–ajuster les vis du secondaire pour que l’image du primaire soit centrée dans le secondaire

•Avec un collimateur laser (avec un œillet au centre

du miroir primaire ou avec un laser holographique) :

Attention au jeu du laser dans le p.o.

–ajuster les vis du secondaire pour que le faisceau laser se place au centre de l’œillet

Collimation du miroir primaireCollimation du miroir primaire(Newton)(Newton)

•Avec un collimateur laser : –ajuster les vis du primaire pour que le faisceau de retour du laser revienne sur son lieu d’émission–Pour éviter l’imprécision liée au jeu du p.o. : technique du collimateur laser + barlow => retour de l’ombre de l’oeillet au p.o.–Si la turbulence est très forte : collim laser suffit. Sinon, collim laser doit être complétée par une collimation sur une étoile à fort grossissement (G = Diamètre primaire à 2XDiamètre primaire) :

Collimation sur une étoileCollimation sur une étoile

Polaire pour un dobson, étoile de Mag 2 à 3 pour un télescope motorisé

L’étoile doit être centrée dans le champ de l’oculaire

D’abord les images d’un système parfait et parfaitement collimaté (effet de l’obstruction):

Collimation sur une étoileCollimation sur une étoile

Collimaté

Non

collimaté

GrX3

GrX3

GrX3GrX3

Collimation sur une étoileCollimation sur une étoile

Décentrage orienté comme celaAgir sur la (ou les) vis qui déplaceront l’étoile dans le champs dans le sens inverse du décentrage(Pour trouver quelle vis toucher, mettre la main devant le télescope en défocalisant l’étoile)l’étoile ne sera alors plus centrée Recentrer l’étoile et recommencer jusqu’à avoir une image symétrique

(GrX3)

Collimation sur une étoileCollimation sur une étoile

Si turbulence OK (et diam télescope pas trop gros), finaliser le réglage en focalisant l’étoile:

Décentrage orientéAgir doucement sur la (ou les) vis qui déplaceront l’étoile

Télescope collimaté :

Collimation Schmidt CassegrainCollimation Schmidt CassegrainPas de réglage possible du primaire =>

On collimate sur le secondaire directement via la collim sur une étoile (Cf les 3 dernières diapo)•Utiliser une petite clef Allen, au pas US avec un scotch blanc

– pour mieux la voir si elle tombe par terre ou dans l'herbe... – pour ne pas l'oublier une fois le réglage opéré

•On peut utiliser On peut utiliser des bob’s knobs à la place de clef Allen :

Collimation Schmidt CassegrainCollimation Schmidt Cassegrain

•Première étape : vérifier que les trois vis sont très légèrement serrées. Corriger si besoin car autrement le secondaire a des chances de se promener ce qui rendrait toute collimation aléatoire et fragile ! •Ne tourner que par fractions de tour. Sur Ne tourner que par fractions de tour. Sur la plupart des modèles d'optique un la plupart des modèles d'optique un desserrage trop important des trois vis desserrage trop important des trois vis entraînera la chute du miroir secondaire entraînera la chute du miroir secondaire sur le miroir primaire…sur le miroir primaire…

Star test : quézako?Star test : quézako?Observation d’une étoile

–défocalisée

–à fort grossissement (entre D et 2D)

pour en tirer des informations sur l’ensemble optique du télescope

Star test : quézako?Star test : quézako?•Appréhender qualitativement la qualité du miroir

–aberration de sphéricité, –bord rabattu, –astigmatisme…

•Voir d’autres problèmes aussi importants : –supportage dorsal et latéral du miroir primaire, –courant dans le tube…

Un bon miroir mal supporté ne donnera pas de meilleures images qu’un mauvais miroir….

Star test : prérequis:Star test : prérequis:Il faut que le télescope soit collimaté

Le star test sera d’autant plus exploitable si :

Les miroirs sont à température ambianteLa turbulence est faible

Grossissement D à 2D => utilisation d’une barlow (ou plutôt powermate car pas

d’aberration de sphéricité)

Influence de la turbulence (ou du miroir non mis en température):

Pas de turbulence

Turbulence Lambda/5 Turbulence Lambda/3

Turbulence Lambda/10

250 F/D=5, 20% obstruction

Sur une étoile focalisée : Echelle de Pickering

de 1 (mauvais) à 10 (parfait)

108 96 7

54321

Star test :Star test :Nous allons aborder les défauts (et solutions éventuelles) :• Astigmatisme• Aberration de sphéricité• Mauvais supportage• Bord rabattu• Mauvais état de surface• Courants de tubes

Astigmatisme :Astigmatisme :Très facile à détecter !

Image ovalisée et ayant un angle de 90° entre l’intrafocal et l’extrafocal

A détecter très proche du foyer

Passer rapidement d’un coté à l’autre du foyer: d’intra à extra puis d’extra à intra puis …

L’orientation change de 90° à chaque fois

400 F/D=5, 15% obstruction

GrX3

Lambda/2 d’astigmatismeLambda/2 d’astigmatisme

GrX3

ParfaitParfait

Provenance de l’astigmatisme:

•Peut provenir :–de l’œil (mais en général on le sait qu’on est astigmate)–d’un astigmatisme sur renvoi coudé (notamment sur SC qui ont souvent un renvoi coudé)–du miroir primaire (rare) –d’une contrainte appliquée au miroir primaire ou secondaire (souvent!)

•Nécessite de la méthodologie pour trouver la Nécessite de la méthodologie pour trouver la provenanceprovenance

Provenance de l’astigmatisme: Œil?

•Tourner son œil autour du porte oculaire et Tourner son œil autour du porte oculaire et observer si l’astigmatisme a tourné. observer si l’astigmatisme a tourné.

–Si oui => vous êtes astigmate…•Essayer de changer d’œil ou •Observer avec ses lunettes ou•Possibilité d’utiliser un capuchon réglable « Dioptrix » (Televue) qui se fixe sur l’oculaire

–Si non => vient d’un autre problème que l’oeil.

Provenance de l’astigmatisme: primaire ?

•Tourner le miroir primaire dans son barillet et Tourner le miroir primaire dans son barillet et observer si l’astigmatisme a tourné. observer si l’astigmatisme a tourné.

–Si oui => c’est dans le verre du primaire•pas grand-chose à faire…•essayer d’induire un astigmatisme inverse sur le secondaire en générant volontairement une contrainte (allumette ©V.Le Guern)?

–Si non => contrainte ou probl renvoi coudé.

Provenance de l’astigmatisme: Renvoi coudé?

•Enlever renvoi coudé et star tester. Enlever renvoi coudé et star tester. –Si star test OK => problème sur renvoi coudé…

•Vérifier qu’il n’a pas une contrainte interne (verre trop serré)•Sinon changer le renvoi coudé ou ne pas l’utiliser…

–Si le problème existe toujours : problème de contraintes

Provenance de l’astigmatisme : Contrainte primaire ou secondaire

•Problème de contraintes: Star tester au zénith et Problème de contraintes: Star tester au zénith et vers l’horizon : vers l’horizon : •si images idem => problème sur le secondairesi images idem => problème sur le secondaire

–Sans doute une contrainte mécanique sur secondaire• Supprimer la contrainte. Cela peut notamment provenir du collage du verre

•Si images différentes, cela vient du support (latéral) Si images différentes, cela vient du support (latéral) du primaire :du primaire :

– Il faut supprimer la contrainte : desserrer les vis de support, modifier le support latéral, etc…–Si support latéral : le défaut augmente quand on abaisse le télescope vers l’horizon

Enlever le renvoi coudé (si présent).

Défaut supprimé ?

L'astigmatisme est dans le renvoi coudé.

Vérifier que le renvoi coudé n'a pas de

contraintes mécaniques, ou changer le renvoi

coudé.

OUI

NON

N

Tourner l’oeil autour de l’oculaire

L’astigmatisme tourne avec

l’oeil ?

NON

N Votre œil est astigmate…

Essayer de changer l’œil d’observation, observer avec vos lunettes ou essayez le manchon « dioptrix » de televue (à mettre sur oculaire)

OUI

L'ovalisation a-t-elle tourné

?

L'astigmatisme est dans le verre du

miroir.

OUI

Star-tester au zénith

et à l'horizon.

Les images sont-elles

identiques ?

L'astigmatisme provient du miroir secondaire ou de

son support.

OUI

NON

Vérifier que le miroir secondaire

n'a pas de contraintes

mécaniques.

Contraintes dans le(s) support(s) du miroir primaire.

Vérifier que le(s) support(s) du miroir

primaire ne génère(nt) pas de contraintes sur le

verre.

NON

Tourner le miroir primaire sur lui-même

dans son barillet.

Rien à faire… Tenter astigmatisme

inverse sur secondaire

Astigmatisme :Astigmatisme :

Un miroir doit être libre!Un miroir doit être libre!

Aberration de sphéricité :Aberration de sphéricité :•Peut être surcorrigé ou souscorrigé (souvent)

•Star test est extrêmement sensible pour ce défaut (détection à /10 voire /20…)

•Sensible à l’état thermique du miroir (surtout sur

de vieux miroirs qui ne sont pas en pyrex ou zérodur) : –laisser le miroir se stabiliser thermiquement avant de conclure quoi que ce soit…

•Se voit mieux avec un filtre coloré (jaune)

Aberration de sphéricité :Aberration de sphéricité :•Détection pour un miroir sous corrigé (pour

surcorrigé ce sont des images inverses) :– En intra, anneau externe brillant et en extra anneau interne brillant– Ombre du secondaire apparaît beaucoup plus vite en intra qu’en extra.

•Si obstruction 33%, miroir à /4 => il faut défocaliser 2 fois (!!!) plus loin en extra qu’en intra pour voir apparaître l’ombre du secondaire. Si télescope avec moins de 33% d’obstruction, on peut mettre un cache autour du secondaire pour avoir 33% d’obstruction avant de star tester

« Compter » le « Compter » le nombre de nombre de

fractions de tours fractions de tours en intra et extra en intra et extra

pour voir pour voir apparaître de apparaître de

manière certaine manière certaine l’ombre du l’ombre du secondairesecondaire

Ici (même si ce n’est pas Ici (même si ce n’est pas évident sur les images…!) évident sur les images…!)

l’ombre apparaît l’ombre apparaît à -2 et vers +4.5à -2 et vers +4.5

=> lambda/4=> lambda/4

0

-1-2-3

+1

+2 +3 +4

+5 +6

-1.5-2.5

-0.5 +0.5 +1.5

+2.5 +3.5

+4.5 +5.5 +6.5

200 mm, obstruction 33%, souscorrection ¼ lambda

Aberration de sphéricité :Aberration de sphéricité :Provient du miroir primaire:Pas de remède en dehors Pas de remède en dehors •De l’utilisation d’une lentille De l’utilisation d’une lentille correctrice « Safix » (en correctrice « Safix » (en 1pouce1/4, plus fabriquée mais on 1pouce1/4, plus fabriquée mais on en trouve encore en Italie)en trouve encore en Italie)•Du réglage du paracorr visuel Du réglage du paracorr visuel (qui est utilisé pour télescopes(qui est utilisé pour télescopesà F/D court pour corriger coma) :à F/D court pour corriger coma) :A mettre sur «1» si sous correctionA mettre sur «1» si sous correction Paracorr

Mauvais supportage du du miroir primaire :miroir primaire :

Lorsque nombre de points de support sous le miroir est insuffisant (=> déformation) ou cales latérales trop serrées (s’il y en a 3)

Image au star test « triangulaire » (si support est de symétrie triangulaire)

Si c’est le nombre de points en cause, l’image se modifie si observation au zénith (miroir sur ses supports de

dessous) ou à l’horizon (miroir sur ses supports latéraux)

Mauvais supportage du du miroir primaire :miroir primaire :

Bord rabattu : :•Zone périphérique du miroir/lentille en cause. Rare pour les lunettes. •Système d’anneau plus contrasté en extra qu’en intra.•Anneau extérieur « rayonnant » en intra

•A voir loin du foyer (>15-20 anneaux) car abberation de sphericité a aussi un système d’anneau plus contrastré, mais ab de sphéricité ne se voie plus loin du foyer

Bord rabattu : :Mettre un masque amovible (qui cache la partie externe du

miroir/lentille) lors des observations planétaires/étoiles double et l’enlever en ciel profond (si défaut peu prononcé)

La bonne taille du masque est à trouver par tâtonnement (en fonction des résultats des star test)

Mauvais état de surface du miroir primaire (mamellonage)

•Ressemble à turbulence, mais ne bouge pasNécessite une nuit calme pour être identifié avec certitudePlus facile à voir sur une étoile artificielle (le matin ou le soir) car moins de turbulencePeut être intégrée par webcam pour s’affranchir de la turbulence

Mauvais état de surface du miroir primaire (mamellonage)

• Où observer une étoile très brillante– Evaluer la noirceur du ciel tout près de celle-ci– Ciel noir d’encre = miroir très bien poli.– Suppose d’avoir des oculaires propres et exempts de buée

•Rien à faire (repolir le miroir…)

Courants de tube : :•Due à une veine d’air chaud qui remonte à l’intérieur du tube •Image déformée sur un coté (et sur l’autre de l’autre coté du foyer)

•On peut s’assurer de l’orientation du défaut en mettant la main devant le tube (et en défocalisant)

Courants de tube : :

DT de 49°F=27°C DT de 21.2°F=12°C DT de 10.6°F=6°C

Courants de tube : :Remède : attendre que cela passe ou faire une ouverture au dessus du miroir ou mettre ventilateur

Détecter la mauvaise mise en température du miroir : :

En défocalisant à fond du porte oculaire on peut voir si le miroir est en température ou pas (présence de veines chaudes visibles qui bougent lentement).

Pour compléter cette conférence :

•Site web Collimation :En Français:–T.Legault : http://www.astrosurf.com/legault/collim_fr.html–N.O.Carlin (traduite) : http://astrosurf.com/cielextreme/page180F.html

•Site web star test :En Français:–O.Ruau : http://www.astrosurf.com/altaz/startest.htm–F.Lequevre : http://www.astrosurf.com/tests/visuel/visuel.htm–D.Bergeron : http://www.astrosurf.com/d_bergeron/astronomie/Bibliotheque/collimation/collimation.htm

En Anglais:–Logiciel de simul « Aberrator »: http://aberrator.astronomy.net/

•Cette présentation est téléchargeable sur Cette présentation est téléchargeable sur http://astrosurf.com/diapoastro/liste.htmlhttp://astrosurf.com/diapoastro/liste.html

Pour aller plus loinLE livre de référence ! :

Star Testing Astronomical Telescopes.H.Suiter, Willmann-bell :

Merci de votre Merci de votre attentionattention