Composants optiques de télescopes pour les amateurs

Composants optiques de télescopes pour les amateurs

Auteurs : Florian Gollier

On peut supposer que le domaine de l'optique est né de la curiosité de l'humanité pour les étoiles et les mondes extérieurs au nôtre. La construction de télescopes est l'une des plus anciennes utilisations de l'optique et est pratiquée depuis de nombreux siècles. Le siècle dernier a vu une augmentation de la prévalence des amateurs de construction de télescopes, les éléments optiques devenant plus facilement accessibles au public. Construire un télescope peut être assez simple, et de nombreux amateurs l'ont fait avec succès, mais se lancer dans ce hobby peut être un peu intimidant. Les télescopes sont basés sur la notion de grossissement angulaire. Ces systèmes sont utilisés pour permettre à l'observateur de voir des objets de loin grâce à leur capacité à transformer le champ angulaire d'un objet en un champ plus large pour l'observateur. Ce concept tourne autour de l'idée d'associer des éléments ayant des puissances optiques spécifiques afin de modifier ce champ angulaire. Bien que cela semble impliquer une certaine complexité, le principe est en fait assez simple et rend la construction d'un télescope plutôt simple en soi.

Figure 1 : Image de la galaxie spirale M83 prise par le télescope spatial Hubble.
Figure 1 : Image de la galaxie spirale M83 prise par le télescope spatial Hubble.1

Notions de base sur les télescopes

Avant de se lancer dans la construction d'un télescope, il y a plusieurs facteurs à prendre en compte. Comme pour toute chose, la construction d'un télescope s'accompagne de compromis, notamment en matière de portabilité, de budget et de performances. La portabilité est importante car l'amateur moyen est susceptible de voyager pour trouver les meilleurs endroits pour observer les étoiles. Le budget joue évidemment un rôle dans la qualité des éléments du télescope. La performance peut être relative, car différents télescopes sont plus performants pour différentes tâches. Par conséquent, avant de se lancer dans ce hobby, il est important de comprendre et de fixer des limites à toutes ces considérations. On peut facilement se perdre dans des méandres si l'on ne fixe pas de limite à ces trois paramètres.

Après avoir jeté les bases, il est important de comprendre plus en profondeur les concepts de base des télescopes. Il est infiniment plus difficile de déterminer le type de télescope à construire et les paramètres correspondants si l'on ne comprend pas ces concepts. Plusieurs types de télescopes seront présentés pour aider l'amateur débutant à prendre une décision plus éclairée. Des listes spécifiques d'éléments seront présentées ci-dessous pour aider à guider l'amateur passionné dans le choix des composants corrects pour son télescope idéal. Bien que les pièces suggérées ci-dessous proviennent d'Edmund Optics, la plupart des meilleurs composants pour la construction d'un télescope sont généralement disponibles dans les magasins de bricolage spécialisés dans ce type de pièces.

La distance focale et le grossissement jouent un rôle clé dans la création et l'utilisation optimale d'un télescope et doivent donc être compris avant de se lancer dans la fabrication d'un télescope. Bien que ces éléments soient cruciaux, il existe également d'autres aspects importants dont on ne parle pas aussi souvent mais qui doivent être examinés.

Concepts de base

La lentille la plus proche de l'objet regardé est appelée lentilles d’objectif ; cette lentille fonctionne avec l'oculaire pour créer une image. La distance focale permet de déterminer la puissance de grossissement, ou l'inverse du grossissement, et le nombre F du système. Un pouvoir grossissant plus important peut être obtenu en utilisant le même oculaire avec une distance focale plus longue sur la lentille d'objectif. Pour calculer le grossissement d'un télescope, il suffit de diviser la distance focale de la lentille d'objectif par la distance focale de l'oculaire (« lentille d’image » dans l’équation ci-dessous).

(1)$$ \text{puissance de grossissement} \left( \text{PG} \right) = \frac{1}{\text{grossissement} \left[ \text{m} \right]} $$
(2)$$ \text{PG} = - \frac{\text{distance focale}_{\text{lentille d'objectif}}}{\text{distance focale}_\text{lentille d'image}} $$
Figure 2 : Représentation de la puissance de grossissement d'un système télescopique simple composé de deux lentilles.
Figure 2 : Représentation de la puissance de grossissement d'un système télescopique simple composé de deux lentilles.

Le pouvoir grossissant est important car il permet à l'objet d'intérêt de paraître plus grand qu'il ne l'est en réalité. Le grossissement angulaire augmente l'angle de la lumière incidente vue par l'observateur dans l'espace de l'image, ce qui fait paraître l'image plus grande. Sachant cela, il pourrait être facile d'ajouter simplement un objectif avec une distance focale plus longue dans le système pour atteindre des puissances de grossissement plus élevées. Cependant, c'est là que la question de la portabilité devient importante. Dans la plupart des cas, un télescope à longue focale a tendance à s'allonger pour permettre à la lumière de se concentrer. Par conséquent, une distance focale plus longue signifie un télescope plus long, ce qui conduit généralement à un système moins portable. Cet allongement du système se produit pour la plupart des télescopes à longue focale, bien que certains aient été intelligemment conçus pour contourner ce problème en repliant le chemin optique sur lui-même. Cependant, cela donne lieu à d'autres complexités dans le système qui seront abordées lors de l'examen de types de télescopes spécifiques.

Une citation courante dans le monde des télescopes affirme que « l'ouverture est reine ». En effet, une plus grande ouverture permet de recueillir davantage de lumière de l'objet inspecté, ce qui donne une image plus lumineuse, facilitant ainsi la visualisation de l'objet. Il y a aussi d'autres raisons à cela, comme la résolution. Étant donné que la plupart des télescopes sont limités par la diffraction, une plus grande ouverture signifie un contraste plus élevé et une résolution accrue. Cela conduit ensuite à considérer l'ouverture d'un télescope comme une mesure de la qualité des télescopes. Il faut toutefois faire attention, car les télescopes à grande ouverture souffrent des mêmes problèmes de portabilité que les télescopes à longue focale. Un télescope réflecteur avec un objectif de 12" de diamètre peut sembler être une idée merveilleuse pour la collecte de lumière et la résolution, mais transporter un tube télescopique de 12" diamètre devient incroyablement difficile. Par conséquent, comme pour la distance focale, la taille de l'ouverture doit être examinée avec soin.

Autres considérations

Si la distance focale, la puissance de grossissement et l'ouverture sont des notions fondamentales pour les télescopes, il existe d'autres concepts à comprendre avant de pouvoir commencer à observer le ciel. Pour profiter pleinement du ciel nocturne, il faut tenir compte de plusieurs paramètres tels que la résolution, la vision astronomique et l'ouverture de la pupille de sortie.

Résolution

Les systèmes optiques typiques sont le plus souvent évalués par leur résolution. Si cette notion n'est pas aussi pertinente pour les amateurs qui se préoccupent plus souvent du coût, de la taille, du rapport ouverture/distance focale et du type de télescope, elle joue néanmoins un rôle en astronomie et il est important de la comprendre en tant que concept. La résolution est directement liée aux performances optiques et détermine la taille des détails vus par le système. Une façon simple de comprendre cela est d'imaginer deux étoiles, ou sources ponctuelles, l'une à côté de l'autre. À mesure que les étoiles se rapprochent les unes des autres, la capacité du système optique à les identifier clairement est directement liée à la résolution du système et en dépend. Le graphique ci-dessous permet de visualiser ce concept.

Figure 3 : Lorsque les images de deux sources ponctuelles sont plus proches que leur détail minimal résoluble, ou le critère de Rayleigh, elles se confondent et deviennent non résolubles.
Figure 3 : Lorsque les images de deux sources ponctuelles sont plus proches que leur détail minimal résoluble, ou le critère de Rayleigh, elles se confondent et deviennent non résolubles.

Dans l'image ci-dessus, les deux points et les pics correspondants sont les images représentatives de deux sources ponctuelles. Pour le système optique imaginaire ci-dessus, si les points devaient se rapprocher au-delà du critère de Rayleigh, ou détail minimum résoluble, et donc avoir une fréquence ou des paires de lignes par millimètre plus élevées, les deux points ne seraient pas résolubles. On peut donc voir à quel point la résolution est importante. Les étoiles, ou tout point lumineux provenant d'un objet céleste, ne peuvent être déchiffrées les unes des autres avec une faible résolution. Cela rend l'observation des étoiles moins agréable, car le but d'un télescope est de fournir des images nettes des objets célestes.

Vision astronomique

La vision astronomique est un concept qui décrit les conditions atmosphériques et leur non-uniformité. Les performances optiques dépendent fortement du milieu par lequel la lumière est transmise. Étant donné que la lumière doit traverser l'atmosphère pour atteindre l'objectif de tout télescope terrestre, l'épaisseur et l'uniformité de l'atmosphère affectent fortement la résolution du télescope. L'une des façons les plus simples de saisir le concept de vision astronomique est d'imaginer de petites régions uniformes de l'atmosphère appelées « taches isoplanatiques ». Ces taches sont momentanées, de l'ordre de 1/10e de seconde, en raison du vent qui les projette dans le champ de vision, ce qui entraîne une diminution des performances du système optique, car le milieu traversé par la lumière est en constante évolution. C'est la raison principale pour laquelle la portabilité est un facteur clé dans la conception d'un télescope. Il existe des régions géographiques qui bénéficient d'une vision astronomique nettement meilleure en raison de leur environnement et de leurs caractéristiques géographiques. Il est donc extrêmement important de pouvoir transporter votre télescope dans un endroit où la vue est meilleure. La vision astronomique devient encore plus importante avec des objectifs plus grands qui, là encore, ont un impact important sur les performances et le besoin de portabilité. Il est beaucoup plus facile d'avoir un télescope portable que l'on peut emmener dans un endroit où la vue est meilleure que d'avoir un télescope à grand objectif dans un endroit où la vue gênera considérablement les performances. La figure ci-dessous montre que la qualité de l'image dépend du diamètre de l'objectif, D, par rapport à la taille de la tache isoplanatique, r0 étant le rayon de chaque tache affectant le temps où elles sont apparentes dans le champ de vision du système optique.

Figure 4 : L'observation des diagrammes de diffraction de sources ponctuelles en fonction du diamètre de l'objectif (D) divisé par la taille de la tache isoplanétaire (r0) révèle que les objectifs plus grands subissent une dégradation de l'image dans de mauvaises conditions de vision.
Figure 4 : L'observation des diagrammes de diffraction de sources ponctuelles en fonction du diamètre de l'objectif (D) divisé par la taille de la tache isoplanétaire (r0) révèle que les objectifs plus grands subissent une dégradation de l'image dans de mauvaises conditions de vision.

Champ de vision

L'autre élément important à prendre en compte est le champ de vision. Aucun télescope ne peut être performant pour l'ensemble des activités d'observation des étoiles. Le jeu du champ de vision est important car des systèmes optiques différents seront capables de voir des objets de taille différente. Par exemple, un système qui étudie spécifiquement les systèmes d'étoiles binaires ou les planètes peut avoir un champ de vision très étroit avec un fort grossissement, mais un système conçu pour étudier les nébuleuses aura un champ de vision beaucoup plus large et pourrait avoir un grossissement plus faible. Heureusement, le champ de vision et le grossissement peuvent être modifiés en utilisant différents oculaires. En fait, les amateurs d'observation des étoiles ont l'habitude de disposer de plusieurs oculaires de différentes distances focales qui leur permettent de varier le grossissement du système ainsi que le champ de vision. L'oculaire aura également un impact sur l'ouverture de sortie du télescope qui joue un rôle tout aussi important pour montrer à l'observateur une image adéquate. Un tableau est présenté ci-dessous avec les différentes relations entre le nombre F, le grossissement, le diamètre de la pupille de sortie et le diamètre de l'objectif.

Tableau 1 :  Considérations importantes/spécifications pour la construction de télescopes.
Pupille (mm)FL oculaire vs. f/#Grossissement en fonction du Dobj (mm)
f/4f/5f/7D=100D=200D=300
6 24,0 30,0 42,0 17 33 50
4 16,0 20,0 28,0 25 50 75
2 8,0 10,0 14,0 50 100 150
1 4,0 5,0 7,0 100 200 300
.05 2,0 2,5 3,5 200 400 600

Dans le Tableau 1, différentes distances focales d'oculaire sont indiquées avec leurs différents nombres F pour des diamètres de pupille spécifiques. La distance focale de l'oculaire peut être calculée à l'aide de l'équation suivante :

(3)$$ \text{FL}_{\text{ocul}} = D_{\text{pupille}} \times f / \# $$

Dans l'équation ci-dessus, $ \small{\text{FL}_{\text{ocul}}} $ est la distance focale de l'oculaire, $ \small{D_{\text{pupille}}} $ est le diamètre de la pupille de sortie, et $ \small{ f / \#} $ désigne le nombre f.

La deuxième partie du Tableau 1 montre la relation entre le diamètre de l'objectif $ \left( \small{D _{\text{obj}}} \right) $, la taille de la pupille et la puissance de grossissement. L'équation suivante s'applique à la partie du tableau où $ \small{D _{\text{obj}}} $ est le diamètre de l'objectif du télescope, $ \small{\text{PG}} $ est la puissance de grossissement, et $ \small{D _{\text{pupille}}} $ désigne le diamètre de l'objectif du télescope :

(4)$$ \text{PG} = \frac{D_{\text{obj}}}{D_{\text{pupille}}} $$

Cette information est particulièrement importante lors du choix des spécifications du télescope, car différents diamètres de pupille de sortie et grossissements sont plus idéaux pour l'observation de certains objets. En général, une pupille de sortie de 4 à 5 mm de diamètre est idéale pour les objets peu lumineux, de 2 à 2,5 mm pour un usage général et de 0,5 à 1 mm pour les objets qui sont mieux vus avec un fort grossissement, comme les planètes. Le diamètre correct de la pupille de sortie permet ensuite de déterminer les différents grossissements possibles pour un diamètre d'objectif spécifique, comme le montre le Tableau 1.

Types de télescopes

Après avoir examiné les éléments importants à prendre en compte pour la construction d'un télescope, on peut alors déterminer le type de télescope à construire. Il existe deux grandes catégories de télescopes : réflecteur et réfracteur. Vous trouverez ci-dessous des explications et des suggestions de listes de pièces utilisant des pièces Edmund Optics® pour chaque type de télescope.

Télescopes réfracteurs

Les télescopes réfracteurs ont été les premiers à être inventés. À l'époque, les lunettes étaient facilement disponibles, et il suffisait de mettre ensemble deux verres de lunettes de puissances optiques différentes pour obtenir un télescope réfracteur. Au fil du temps, le design a évolué, mais le concept reste le même. La lentille d'objectif est la première lentille du télescope et a tendance à avoir à la fois un grand diamètre et une grande distance focale. Les grands diamètres sont utilisés pour leur capacité à collecter la lumière et la grande distance focale permet des grossissements plus importants. Pour ces éléments, il est essentiel de travailler avec des lentilles de précision qui produisent peu ou pas d'aberrations, notamment chromatiques. Après l'objectif vient l'oculaire qui est utilisé pour réaliser le système afocal que l'on retrouve dans tous les télescopes. Comme indiqué ci-dessus, différents oculaires sont utilisés pour observer différents corps astronomiques. Vous trouverez ci-dessous un schéma général de l'installation d'un télescope réfracteur.

Il existe deux catégories de télescopes réfracteurs : képlériens et galiléens. Un télescope képlérien se compose de lentilles présentant des distances focales positives séparées par la somme de leurs distances focales (Figure 5).

Figure 5 : Télescope réfracteur képlérien réalisé avec deux lentilles positives.
Figure 5 : Télescope réfracteur képlérien réalisé avec deux lentilles positives.

Un télescope galiléen se compose d'une lentille positive et d'une lentille négative séparées par la somme de leurs distances focales (Figure 6). Néanmoins, étant donné que l'une des lentilles est négative, la distance de séparation entre les deux lentilles est beaucoup plus courte que dans la conception képlérienne. L'utilisation de la distance focale effective des deux lentilles offre une bonne approximation de la distance totale, alors que l'utilisation de la distance focale arrière permet une plus grande précision de la distance.

Figure 6 : Télescope galiléen réfracteur composé d'une lentille négative et d'une lentille positive.
Figure 6 : Télescope galiléen réfracteur composé d'une lentille négative et d'une lentille positive.

Les avantages inhérents aux télescopes réfracteurs sont les suivants :

  • Le boîtier fermé protège le système des changements d'environnement/de température.
  • Les éléments réfracteurs ont tendance à avoir un pouvoir de résolution plus élevé par pouce d'ouverture.
  • Ils sont plus simples à construire et à aligner.
  • Il n'y a pas d'obscurcissement du chemin optique inhérent à leur conception.
  • Un alignement minimal doit être effectué.
  • Les rapports focaux plus longs (distance focale divisée par la taille de l'ouverture, également appelée nombre F) tendent à permettre l'utilisation d'oculaires plus simples avec une focalisation plus longue.

Il existe certains inconvénients inhérents aux télescopes réfracteurs :

  • Les grands éléments/objectifs réfracteurs achromatiques sont très chers.
    • Le prix devient incroyablement élevé dès que l'on passe le seuil de cinq pouces de diamètre et continue d'augmenter à un rythme plus élevé au-delà de cette marque.
  • Ces télescopes ont tendance à être très longs en raison des distances focales élevées et de l'impossibilité de replier le chemin optique sur lui-même.
  • Les éléments réfracteurs souffrent d'aberrations chromatiques.

Vous trouverez ci-dessous des listes de différentes configurations qui, selon nous, sont idéales pour fabriquer un télescope avec des pièces Edmund Optics. La première liste ne comprend que les éléments optiques nécessaires à la fabrication du télescope et laisse le montage au constructeur du télescope. Cela permet au constructeur de télescopes d'adapter le télescope à ses propres besoins, ce qui peut être important pour les débutants. Les montures peuvent être créés par impression 3D ou achetés auprès de vendeurs spécialisés dans les méthodes de montage d'optiques sur télescope.

La deuxième liste offre plusieurs options différentes pour le montage des éléments optiques afin de réaliser la version la plus complète d'un télescope fonctionnel à partir de zéro. Ces méthodes de montage ne sont pas particulièrement conventionnelles puisque Edmund Optics ne vend plus de pièces de montage pour télescopes. Il existe également certaines pièces qu'Edmund Optics ne peut pas fournir, car la société est spécialisée dans l'optique industrielle de précision plutôt que dans les pièces spécialisées pour les amateurs. Ces composants peuvent être facilement obtenus auprès de fournisseurs tiers.

Liste des composants optiques

Keplérien achromatique 2,5"

ComposantNuméro de stockQuantité
Lentille achromatique de précision, 2,5", EFL 486,3 mm #42-817 1
Oculaires EO Numéro de la famille #2075 NA*

Ces pièces donnent lieu aux spécifications suivantes :

EFL (mm) 486,3
Nombre F 7,66
Plage de grossissement 17,36-60,79
Traitement MgF2 (400-700 nm)

Keplérien achromatique 3"

ComposantNuméro de stockQuantité
Lentille achromatique de précision, 3", EFL 849,9 mm #42-817 1
Oculaires EO Numéro de la famille #2075 NA*

Ces pièces donnent lieu aux spécifications suivantes :

EFL (mm) 849,9
Nombre F 11,15
Plage de grossissement 30,36-106,25
Traitement MgF2 (400-700 nm)

Keplérien achromatique 4"

ComposantNuméro de stockQuantité
Lentille achromatique de précision, 4", EFL 1524,7 mm #50-107 1
Oculaires EO Numéro de la famille #2075 NA*

Ces pièces donnent lieu aux spécifications suivantes :

EFL (mm) 1524,7
Nombre F 15
Plage de grossissement 54,45-190,59
Traitement MgF2 (400-700 nm)

Composants optiques et options de montage

Pour une solution plus complète, vous trouverez ci-dessous des solutions de montage potentielles pour les éléments optiques ci-dessus. Ces options de montage sont un peu différentes des options de montage des télescopes conventionnels, car la plupart des télescopes sont équipés d'un système de « tube » typique qui empêche les sources de lumière indésirables de s'infiltrer dans le système optique et de provoquer une dégradation plutôt intense de l'image de l'objet d'intérêt. Les options ci-dessous ne comprennent pas d'option de montage « tubulaire », mais il ne serait pas trop difficile de trouver un tube dans lequel monter les systèmes ci-dessous. Il convient également de noter que lorsque les solutions de montage appropriées ne sont pas disponibles, des solutions personnalisées peuvent être construites en utilisant l'impression 3D ou des rails 80/20.

Options de montage du système képlérien achromatique 2,5" :

ComposantNuméro de stockQuantité
Option de montage de l'optique primaire
Montures Cinématiques #15-867 1
Tige (2,5") #59-753 1
Support de Tiges (2") #58-978 1
Cavalier Compact #11-163 1
Option de montage de l'oculaire
Monture Oculaire Monture T #52-303 1
Monture Cinématique Monture T #58-871 1
Tige (2,5") #59-753 1
Supports de Tiges (2") #58-978 1
Cavalier Compact #11-163 1
Options de montage générales
Rail compact de 500 mm #54-929 1

Keplérien achromatique 3"

ComposantNuméro de stockQuantité
Option de montage de l'optique primaire
Montures Cinématiques #15-868 1
Tige (2,5") #59-753 1
Supports de Tiges (2") #58-978 1
Cavalier Compact #11-163 1
Option de montage de l'oculaire
Monture Oculaire Monture T #52-303 1
Monture Cinématique Monture T #58-871 1
Tige (2,5") #59-753 1
Supports de Tiges (2") #58-978 1
Cavalier Compact #11-163 1
Options de montage générales
Rail Compact de 500 mm #54-929 2
Table de Laboratoire #56-929 1

Keplérien achromatique 4"

ComposantNuméro de stockQuantité
Option de montage de l'optique primaire
Montures Cinématiques #15-869 1
Tige (2,5") #59-753 1
Support de Tiges (2") #58-978 1
Cavalier Compact #11-163 1
Option de montage de l'oculaire
Monture Oculaire Monture T #52-303 1
Monture Cinématique Monture T #58-871 1
Tige (2,5") #59-753 1
Supports de Tiges (2") #58-978 1
Cavalier Compact #11-163 1
Options de montage générales
Rail Compact de 500 mm #54-929 3
Table de Laboratoire #56-929 1

Ces composants permettront au constructeur de télescope amateur de créer un télescope sur rail. Comme indiqué précédemment, il serait très probablement avantageux d'être entouré d'une structure « tubulaire » pour contrôler la lumière incidente sur le système provenant de sources externes. Cela permettrait également de rendre le système plus résistant aux changements de température. Il sera également important d'acheter une sorte de support de type trépied, disponible auprès de nombreuses sources différentes. L'utilisation de rails optiques permettra d'implanter facilement le système sur un trépied doté d'un filetage ¼-20. Le fabricant de télescopes disposerait ainsi d'un système complet pour contempler les étoiles.

Télescopes réflecteurs

Les télescopes réflecteurs, comme indiqué précédemment, sont principalement constitués d'un grand miroir primaire et d'un miroir secondaire plus petit. L'oculaire est ensuite ajouté pour une observation oculaire de la même manière que pour le télescope réfracteur. La liste ci-dessous ne contient que des éléments optiques. Aucune option de montage n'est indiquée, car le montage des miroirs d'un télescope réflecteur ajoute beaucoup de subtilités. Par conception, un miroir replie le chemin optique sur lui-même. Le miroir secondaire est utilisé pour contourner ce problème et est placé dans le chemin optique plié. Cela permet à l'observateur de voir l'image depuis le côté du télescope sans avoir à se tenir devant le télescope pour l'obscurcir entièrement. Ceci est illustré dans le diagramme ci-dessous. Cette configuration est également appelée télescope newtonien.

Figure 7 : Schéma d'un télescope newtonien réflecteur.
Figure 7 : Schéma d'un télescope newtonien réflecteur.

Aussi pratique que soit ce placement du miroir secondaire, il crée toujours des problèmes car le miroir secondaire et sa monture obscurcissent la partie centrale du miroir objectif. C'est pourquoi les montures de miroir secondaire sont conçues pour être aussi petites que possible. Étant donné la nature du télescope réflecteur, ses applications et utilisations seront légèrement différentes de celles des télescopes réfracteurs.

Les avantages inhérents aux télescopes réflecteurs sont les suivants :

  • Ceux-ci peuvent plus facilement intégrer un miroir plus grand pour une meilleure capacité de collecte de la lumière.
  • Il y a moins d'aberrations chromatiques provenant de l'objectif. La seule aberration chromatique provient de l'oculaire.
  • Les composants optiques nécessaires sont moins coûteux.
  • Ils peuvent être plus faciles à transporter en raison de leur longueur réduite et de la possibilité de les démonter grâce au pliage de la longueur du chemin optique.
  • Il est plus facile de meuler des miroirs à la main que de fabriquer une lentille réfractive à la main, ce qui contribue à son moindre coût.

Il existe certains inconvénients inhérents aux télescopes réflecteurs :

  • Ils ont généralement des capacités de performance d'imagerie inférieures.
  • La collimation doit être prise en compte/réglée à chaque fois que ces télescopes sont utilisés.
  • Si vous utilisez un design de conception ouverte, ils sont plus vulnérables aux changements d'environnement/de température.

En raison de la quantité limitée de composants de montage optique liés aux télescopes d'Edmund Optics, les options de montage pour ces miroirs primaires et secondaires sont omises.

L'importance de la monture Edmund Optics requise pour le miroir secondaire entraînerait un obscurcissement et affecterait les performances optiques du système.

Les porte-oculaires/crémaillères ont été omis pour des raisons similaires. Étant donné l'absence de montures pour le miroir secondaire, il est également difficile de suggérer un porte-oculaire car il dépend de la position et de la configuration de la monture du miroir secondaire. La liste des éléments optiques présentée ci-dessous oblige le constructeur de télescopes à créer ses propres montures (ce qui peut être fait assez facilement par impression 3D ou en utilisant des rails 80/20) ou à les acheter auprès de fournisseurs tiers.

Télescope newtonien de 6"

ComposantNuméro de stockQuantité
Miroir Parabolique 6", EFL 914,4 mm #32-071-522 1
Miroir Elliptique 1,88" #30-840 1
Oculaires EO Numéro de la famille #2075 NA*

Ces pièces donnent lieu aux spécifications suivantes :

EFL (mm) 914,4
Nombre F 6
Plage de grossissement 32,66-114,3
Traitement Aluminium protégé (400-2000 nm)

Télescope newtonien de 8"

ComposantNuméro de stockQuantité
Miroir parabolique 8", EFL 1219,2 mm #32-074-522 1
Miroir elliptique 1,88" #30-840 1
Oculaires EO Numéro de la famille #2075 NA*

Ces pièces donnent lieu aux spécifications suivantes :

EFL (mm) 1219,2
Nombre F 6
Plage de grossissement 43,54-152,4
Traitement Aluminium protégé (400-2000 nm)

Alignement et collimation

Une fois qu'un télescope est assemblé, il doit être aligné et collimaté. Cela se fait généralement par inspection visuelle, surtout pour les télescopes qui doivent être alignés et collimatés à chaque utilisation, comme un type de télescope newtonien réflecteur appelé « de Dobson ». Il existe de nombreuses méthodes de collimation visuelle des télescopes et il serait long de les couvrir toutes. Il existe cependant de nombreuses ressources en ligne qui couvrent cette procédure, comme cet article de 2019 de astonomy.com, ce tutoriel de 2011 de Gary Seronik et ce guide de OZSCOPES. L'amateur est encouragé à lire et à comprendre ces procédures avant d'assembler son télescope pour assurer les meilleures performances optiques. L'alignement tourne généralement autour de caractéristiques spécifiques présentes sur divers éléments optiques. Par exemple, une méthode d'alignement consiste à placer une petite croix au milieu du miroir de l'objectif pour l'aligner sur le miroir secondaire, puis sur l'oculaire.

Montages

Il a été mentionné plus haut qu'un trépied est nécessaire pour monter l'ensemble du télescope. Les télescopes ne doivent pas être posés sur le sol et une solution de montage générale doit être trouvée. Bien qu'Edmund Optics ne propose pas ces supports, il existe plusieurs types de supports à considérer pour le montage de l'ensemble du télescope.

Monture Alt-Azimuth

L'une des montures les plus populaires auprès des amateurs est la monture alt-azimuth. Cette monture est placée sur une plate-forme rotative pour déplacer le champ de vision dans le ciel. Il s'agit essentiellement du réglage de l'axe horizontal. Le tube du télescope est monté sur la monture rotative avec la possibilité d'orienter le champ de vision vers le haut ou vers le bas, ce qui permet au spectateur de voir des objets astronomiques situés dans toutes les sections du ciel. La deuxième partie de la monture permet des réglages verticaux, ou azimutaux.

Figure 8 : Schéma de la monture alt-azimuth.
Figure 8 : Schéma de la monture alt-azimuth.

Les montures alt-azimuth sont faciles à construire et sont donc les plus populaires auprès des amateurs. Les télescopes de Dobson sont des télescopes réflecteurs placés sur une monture alt-azimuth et sont très populaires car ils sont peu coûteux, faciles à fabriquer et adaptés aux débutants. Le principal inconvénient de la monture alt-azimuth est que l'observateur doit ajuster les parties rotationnelles et azimutales de la monture pour suivre l'activité astronomique dans le ciel.

Monture à fourche

Une autre fixation courante est celle à fourche. Il s'agit d'une monture à deux branches qui se connecte au télescope de chaque côté de l'assemblage du télescope et qui est généralement entourée d'un tube. C'est un peu comme l'alt-azimuth en ce sens qu'un axe tourne verticalement et l'autre axe tourne horizontalement. Cependant, la capacité de rotation de ce montage est généralement « calée ». Les cales sont utilisées pour orienter le télescope de manière à ce que la rotation horizontale du télescope continue à suivre l'objet astronomique observé. Cela se fait en ajustant l'angle du télescope par rapport à la position longitudinale de l'observateur. Cela permet ensuite à l'observateur de faire tourner le télescope à un angle qui suit les étoiles à travers le ciel sans ajuster la hauteur ou la position azimutale. La cale permet essentiellement à la rotation du télescope d'imiter le mouvement de la Terre, de sorte que le télescope suit automatiquement la trajectoire des étoiles dans le ciel. Le télescope serait monté entre les deux « fourches » de la monture.

Les montures à fourche et les montures alt-azimuth peuvent toutes deux être calées, bien que cela augmente le prix et qu'il soit beaucoup plus facile de caler une monture à fourche. En fait, l'ajout d'une cale à une monture alt-azimuth fait maison serait incroyablement complexe. Souvent, dans les télescopes commerciaux, les montures sont des fourches calées avec des capacités de « go-to » qui peuvent pointer vers un corps astronomique particulier en entrant des coordonnées dans l'interface utilisateur graphique (GUI) et le suivre dans sa traversée du ciel. Cependant, ce système serait très complexe à construire et n'est donc pas traité en profondeur ici.

Conclusion

Après avoir considéré toutes les informations ci-dessus, il devrait être possible pour un amateur débutant de déterminer les composants nécessaires à la construction d'un télescope. Les concepts expliqués ici devraient fournir suffisamment d'informations pour prendre une décision éclairée sur le type de télescope à construire ainsi que sur les pièces nécessaires. Les listes de pièces devraient suffire à donner une idée des éléments optiques et des montures nécessaires. Il se peut que la première tentative de construction d'un télescope ne donne pas des résultats optimaux, mais l'apprentissage fait évidemment partie du processus et du plaisir de l'observation astronomique.

Il est important de noter qu'aucun télescope ne peut remplir tous les buts qu'un débutant souhaite atteindre. Il est très possible et probable qu'au fur et à mesure qu'un amateur acquiert des compétences et des connaissances, il commence à s'intéresser à plusieurs télescopes différents à des fins différentes. Tout cela fait partie du plaisir d'observer les objets astronomiques présents dans notre univers. Les limites de ce hobby sont aussi larges que l'univers lui-même !

Le Tableau 2 résume les principaux éléments de différenciation entre les différents types de télescopes pour amateurs.

Tableau 2 : Résumé de la construction du télescope.
TypeCoûtPerformance en matière d'imagerieCapacité de collecte de la lumièrePortabilité
Composants Réfléchissants

$
(c'est-à-dire
275-650)

Faible-moyenne Élevé Moyenne-élevée
Réfracteur $$
(c'est-à-dire 650-2.750)
Moyenne-élevée Moyen Faible-moyenne

Références

  1. NASA (2021). Bibliothèque d'images et de vidéos. https://images.nasa.gov/

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