Matériels d'observation

1. SURVEILLANCE A L'OEIL NU

Ciel a l oeil nuLa surveillance a l'oeil nu fait référence à la perception visuelle sans aucune aide technique. Depuis longtemps, l'homme regarde le ciel et les astres, bien avant l'arrivée du premier télescope.

En théorie, un observateur pourrait percevoir environ 2 500 étoiles jusqu'à la magnitude apparente de + 6.  

La magnitude apparente, est une unité qui mesure l'irradiance, c 'est à dire le rayonnement energétique d'un objet celeste observé depuis la terre.

En pratique, cela est réduit entre 1 500 à 2 000 (et encore moins dans les zones urbaines).

Il est possible de percevoir la couleur des étoiles les plus brillantes ; pour les autres, l'œil utilise les bâtonnets (cellules réceptrices de la lumière au fond de l'oeil qui permettent la vision nocturne)  plutôt que les cônes (cellules qui transforment l'énergie de la lumière en signal nerveux permettant la vision diurne – de jour) ce qui ne permet pas de distinguer leur couleur.

L'astronomie à l'oeil nu a connu son apogée avec les travaux de Tycho Bahe (1546 – 1601) astronome Suédois, qui a construit un important observatoire sur l'Ile de Ven près de Copnehague, appelé URANIBORG, dédié exclusivement à la mesure précise du ciel, sans aucun instrument.

Pour la petite anecdote, il fut asssassiné par Johannes Kepler, qui allait plus tard utiliser ses données astronomiques pour développer ses propres théories sur l’astronomie et formuler les trois lois du mouvement des planètes dites lois de Kepler. 

En 1610, Gallilée est la première personne connue à avoir utiliser un telescope pour l'observation astronomique et à avoir publié ses découvertes.La surveillance a l'oeil nu fait référence à la perception visuelle sans aucune aide technique.

Depuis longtemps, l'homme regarde le ciel et les astres, bien avant l'arrivée du premier télescope. 

En théorie, un observateur pourrait percevoir environ 2 500 étoiles jusqu'à la magnitude apparente de + 6. 

La magnitude apparente, est une unité qui mesure l'irradiance, c 'est à dire le rayonnement energétique d'un objet celeste observé depuis la terre.

En pratique, cela est réduit entre 1 500 à 2 000 (et encore moins dans les zones urbaines).

Il est possible de percevoir la couleur des étoiles les plus brillantes ; pour les autres, l'œil utilise les bâtonnets (cellules réceptrices de la lumière au fond de l'oeil qui permettent la vision nocturne)  plutôt que les cônes (cellules qui transforment l'énergie de la lumière en signal nerveux permettant la vision diurne – de jour) ce qui ne permet pas de distinguer leur couleur. 

L'astronomie à l'oeil nu a connu son apogée avec les travaux de Tycho Bahe (1546 – 1601) astronome Suédois, qui a construit un important observatoire sur l'Ile de Ven près de Copnehague, appelé URANIBORG, dédié exclusivement à la mesure précise du ciel, sans aucun instrument. 

Pour la petite anecdote, il fut asssassiné par Johannes Kepler, qui allait plus tard utiliser ses données astronomiques pour développer ses propres théories sur l’astronomie et formuler les trois lois du mouvement des planètes dites lois de Kepler. 

En 1610, Gallilée est la première personne connue à avoir utiliser un telescope pour l'observation astronomique et à avoir publié ses découvertes.

2. SURVEILLANCE AUX JUMELLES

Jumelle bresserLes jumelles sont très utiles lorsque l'on souhaite observer des objets suffisamment lumineux mais très étendus. Leur faible grossissement permet en effet de scruter un large champ du ciel tout en collectant plus de lumière qu'à l'œil nu.

Les jumelles trouvent tout leur intérêt dans l'observation des nébuleuses, et les passages de comètes.

La raison tient à leur nature même : les jumelles grossissent peu les images et gagnent en luminosité.

Un objet étendu apparait alors dans son ensemble (ce qui peut ne pas être le cas avec une lunette ou un télescope) et avec une clarté et des contrastes bien plus élevés qu'à l'œil nu.

Choix des jumelles :

Leurs caractéristiques sont déterminées par deux nombres : le premier indique le grossissement, le second le diamètre de l'ouverture à l'avant.

Si un rapport de grossissement élevé a une importance secondaire, une grande ouverture est en revanche recommandée car elles collecteront plus de lumière et révèleront d'autant mieux les objets faibles.

En clair :

  1. plus le grossissement est élevé, plus le champ de vision embrassé par les jumelles diminue.

  2. La lumière dépend directement du diamètre de l’objectif des jumelles (le deuxième chiffre : 8X32 = objectif de 32 mm de diamètre). Plus celui-ci est grand, plus les jumelles sont lumineuses et plus il est facile de voir les objets à faible luminosité

 Attention aux personnes qui portent des lunettes :

Les porteurs de lunettes devront veiller que leurs jumelles possèdent des œilletons rabattables, repoussables, reclicables ou revissables.

En effet, si la distance entre la pupille et l’oculaire est trop grande, le champ de vue se restreint et l’image apparaît petite, entourée d’un large cercle noir.

Pour compenser l’écartement supplémentaire dû aux lunettes, les fabricants de jumelles proposent un système de réglage de la hauteur des oeilletons, mais il faudra vérifier qu’il soit pratique et convienne à vos lunettes.

 L’autre aspect essentiel est le réglage de la dioptrie, si vous avez un œil plus faible que l’autre.

Les jumelles doivent posséder une molette, située généralement sur l’oculaire droit ou à proximité de la molette de mise au point, qui vous permet de régler la dioptrie et d’obtenir une image claire pour les deux yeux. Il faut vérifier que le réglage de dioptrie soit suffisant pour votre cas, qu’il s’opère facilement et ne se dérègle pas sans cesse. 

Recommandations à l'utilisation de jumelles :

Ne jamais se risquer à regarder le soleil avec des jumelles sans avoir de protection spéciale. 

En effet, aucun filtre spécifique n'est prévu pour cet instrument et son observation directe, avec le pouvoir de concentration des rayons lumineux, brûlerait irrémédiablement l'œil.

Un exemple similaire est l'expérience de la loupe sur une feuille de papier ou un morceau de bois. 

3. LUNETTE ASTRONOMIQUE (REFRACTEUR)

73590951lunette jpgREFRACTEUR : terme désignant les lunettes, sont un assemblage de lentilles de verre constituant un système optique homogène qui va réfracter ( ou cintrer ) la lumière émise par un corps distant pour la concentrer sur un foyer où l’image sera agrandie par un oculaire. 

Peu sensibles aux instabilités atmosphériques, les réfracteurs (ou lunettes) sont légers et portatifs. 
Ils conviennent bien aux novices car ils nécessitent peu d’entretien. 

Rappelons aussi que le but premier de la lunette astronomique est d'observer des objets lumineux avec un fort grossissement.

En effet, la lunette permet, plus que le télescope, l'observation à gros grossissement.

En revanche, de faible ouverture, elle, ne permet pas de capter beaucoup de lumière.

Elle est donc réservée à l'observation dite «planétaire», c'est-à-dire les planètes les plus lumineuses, ainsi que le Soleil et la Lune.

Avec une bonne lunette astronomique, vous pourrez observer de magnifiques images des cratères de la Lune, des anneaux de Saturne ou encore de la tâche de Jupiter.

En revanche, son fort rapport f/D (focal sur diamètre) ne permet pas (pour les plus petites) une bonne qualité astrophotographique.

EN BREF :

Pour observer le ciel avec du materiel simple d'utilisation et facile a transporter, une lunette astronomique vous conviendra parfaitement, elle vous ferra découvrir le ciel nocturne en toute simplicité. 

RAPPORT FOCAL / DIAMETRE : 

- Le diamètre D est celui de la surface collectrice, lentille ou miroir, il détermine la quantité de lumière reçue par l'instrument et répercutée dans l'oeil ou le détecteur de l'observateur (ne pas oublier cependant que les télescopes à miroir ont une fraction de leur surface totale masquée par la présence du miroir secondaire sur l'axe optique, c'est l'obstruction qui peut varier de 20 à 40% de la surface collectrice).

-
La distance focale F correspond à la longueur de l'axe optique, c'est-à-dire la distance qui sépare la première surface collectrice (lentille ou miroir primaire) au foyer de l'instrument ou point focale image, lieu de convergence des faisceaux lumineux. 

- La division de ces deux quantités, le
 rapport F/D permet de caractériser globalement un instrument.

Ce rapport, appelé nombre d'ouverture, permet en effet de classer un instrument selon trois catégories : 

F / D  < 6                 instrument bien optimisé pour l'observation du ciel profond (objets à faible luminosité)

F / D 6 à 10             instrument polyvalent

F / D > 10               instrument bien optimisé pour l'observation planétaire (astres à luminosité élevée)

4. LE TELESCOPE (REFLECTEUR)

Telescope nuitLes réflecteurs : terme désignant les télescopes, sont un principe technique qui utilise un miroir primaire pour réfléchir la lumière émise par un corps distant et la concentrer sur un foyer où elle sera grossi par un oculaire. 
Ce système est largement répandu pour construire un télescope de Newton. 

Ces télescopes permettent de disposer d’un grand diamètre d’ouverture à un prix abordable par une large partie du public.

Pratiques avec leur oculaire situé sur la partie supérieure du tube, ils sont parfaits pour observer les objets du ciel nocturne tels que la lune, les planètes et autres nébuleuses lointaines dans le ciel profond. 

Un télescope réflecteur sera plus encombrant qu’une lunette réfracteur.

Les réfracteurs de type lunette astronomique donnent des images de belle qualité mais ils deviennent vite chers pour les grands diamètres, en comparaison d’un réflecteur type télescope de Newton. 

Pour comparer les deux de façon objective, il faudrait comparer deux instruments optiques rigoureusement de même diamètre. 

Cela dit, sur une base de 114 mm , par exemple, le télescope sera dans une budget de 300 euros alors qu’il sera nettement plus élevé et supérieur à 1500 euros pour une lunette de ce même diamètre. 

Ce point est lié à la technologie, à la technique de fabrication et à la mise en œuvre des lentilles et de leur montage dans la lunette qui nécessite des usinages précis.

Rappelons que le télescope a pour première fonction de capter un maximum de lumière, grâce à son ouverture (diamètre du miroir primaire) conséquente.

Il est donc destiné à l'observation d'objets peu lumineux, tels les amas d'étoiles ouverts et globuleux, les galaxies ou encore les nébuleuses, planétaires ou obscures.

C'est ce qu'on appelle le «ciel profond».

Son faible rapport f/D (focale sur diamètre) assure sa clarté et la stabilité de l'instrument (compacité).

Un rapport de 5 environ est idéal pour pratiquer l'astrophotographie.

Au moment de l'achat, privilégiez le diamètre d'ouverture au grossissement maximal annoncé.

Le grossissement maximal annoncé est en général bien au-dessus du vrai grossissement maximal (c'est-à-dire le plus gros grossissement possible tout en conservant une bonne stabilité d'image), qui peut être calculé en doublant le diamètre du télescope.

Un télescope de 115 mm de diamètre pourra effectuer un grossissement de 230X, même s'il est parfois possible d'obtenir une image stable avec des conditions météorologiques exceptionnelles.

Rappel : le grossissement d'un appareil est obtenu en divisant sa focale par la focale de l'oculaire utilisé.

Un 115/900 couplé à un oculaire 7,5 mm grossira 900/7,5 = 120X.

Un bon télescope pour débutant pourrait être le classique 115/900 ou bien le 150/900, selon votre budget

Pour conclure sur ce chapitre, on distingue 5 familles de télescope :

  1. les télescopes à miroirs uniquement (Newton, Cassegrain, Ritchey-Chrétien)

  2. les télescopes catadioptriques (Schmidt-Cassegrain, Maksutov...) associant miroirs et dioptres en verre (lentille ou lame de fermeture). 

Newton

Le télescope à miroirs de type Newton (le premier inventé dans l'histoire par Isaac Newton en 1671) reste encore la version la plus répandue aujourd'hui, c'est également le plus simple et le moins cher à fabriquer.

L'avantage de la formule Newton est de permettre un nombre d'ouverture très faible (jusqu'à 3-4) et donc une grande luminosité. Les newtons de grand diamètres procurent indéniablement les plus spendides images du ciel profond. Gràce à la formule de type Dobson les télescopes de grands diamètres sont accessibles à des prix abordables.

Les inconvenients de la formule Newton sont d'être sensibles à la collimation (alignement précis des miroirs avec l'axe optique) et à la turbulence atmosphérique (ainsi qu'à la tubulence interne due à la mise en température du miroir primaire). Les télescopes Newton sont également peu pratiques pour l'observation terrestre.

Cassegrain

Le télescope à miroirs de type Cassegrain est un instrument bien adapté à l'observation planétaire (avec un nombre d'ouverture relativement grand).

La formule Cassegrain permet une longue focale dans un faible encombrement.

Schmidt-Cassegrain

Le télescope catadioptriquede type Schmidt-Cassegrain est un des plus répandus depuis une trentaine d'années, il est particulièrement apprécié pour sa polyvalence et sa compacité.

Les principaux avantages des Schmidt-Cassegrain sont :

leur compacité et donc leur transportablilité, leur polyvalence (F/D=10) et leur capacité à recevoir de nombreux accessoires permettant de diversifier leur usage.

Les inconvénients des Schmidt-Cassegrain sont leur prix plus élevé qu'un Newton de même diamètre, le risque de dépot de buée sur la lame de fermeture (nécessité d'envisager un système anti-buée).

Maksutov-Cassegrain

Le télescope catadioptrique de type Maksutov-Cassegrain est un instrument particulièrement bien adapté à l'observation et à l'imagerie planétaire, lunaire et solaire. La formule permet d'obtenir de longues focales (grand nombre d'ouverture F/D) dans un encombrement particulièrement réduit et un prix relativement faible.

Ritchey-Chrétien

Le télescope à miroirs de type Ritchey-Chrétien est particulièrment adapté à l'astrophotographie du ciel profond. En effet, la formule optique due à Georges W. Ritchey et Henri Chrétien, proche du Schmidt-Cassegrain mais avec des miroir hyperboliques, permet de limiter les défauts de coma et de sphéricité visible sur les bords du champ des Schmidt-Cassegrain et des Newtons très ouverts (défaut corrigeable par l'utilisation de correcteur de coma).

Source : S.M - PdS

Date de dernière mise à jour : 07/07/2014