Morceaux de ciel

Matériel pour l'observation visuelle

Pour les séances d'observation visuelle, j'utilise deux télescopes de type "Dobson" de ma fabrication (cliquez sur les liens pour voir les détails de la construction).

oculaires

J'utilise essentiellement des oculaires Televue Ethos, qui me donnent entièrement satisfaction : 100 degrés de champ apparent, un confort d'utilisation très correct avec ou sans la bonnette, et surtout une très grande qualité (netteté et aberrations chromatiques).

Matériel pour la photographie

Quelques détails sur le matériel que j'utilise pour la photographie

Monture

La photographie longue pose nécéssite de compenser le mouvement de rotation de la Terre. Sans cette compensation, même une pose de quelques secondes montre un "filé" des étoiles et empeche la capture de tout objet du ciel profond.

J'utilise une monture équatoriale EQ6 Goto du fabricant Skywatcher, motorisée sur deux axes (Ascension Droite, compensant la rotation de la Terre, et déclinaison déterminant la hauteur de l'objet dans le ciel).

La monture est donnée pour une charge jusqu'à 25 kg, mais dans la pratique il faut éviter de dépasser les 15 kg en configuration photo pour conserver un bon suivi.

La monture permet de mettre en place une solution d'autoguidage (soit l'asservissement de la motorisation, en utilisant une étoile guide pour suivre et compenser la rotation terrestre).

Enfin j'ai modifié la monture en remplaçant les roulements d'origine par le kit "Pierro Astro", et en nettoyant/regraissant l'ensemble de la mécanique. L'amélioration du suivi est notable pour la photo.

 

Configurations optiques

Comme en photo diurne, il faut utiliser une configuration optique adaptée en fonction du type d'objet. Les grandes nébuleuses nécéssitent une focale courte pour avoir un champ suffisant, et les petits objets lointains (galaxies) nécéssitent au contraire une focale plus longue pour capturer leurs détails.

J'utilise actuellement 3 configurations différentes

Setup 1 - Newton GSO 200/1000 mm

Mon tube Newton vient de la boutique 'Teleskop Express' en allemagne. C'est un tube du fabricant GSO (qualité raisonnable et super prix). La formule optique de type Newton est relativement 'passe partout' en astrophotographie, car elle de faire aussi bien de la nébuleuse que de la galaxie.

la focale de 1000 mm permet de couvrir un champ assez large (80 x 55 minutes d'arc, soit une a deux pleines-lunes avec un capteur APS-C). Le rapport focal de 5 permet des temps de pose raisonnables mais génère un peu de coma en bord de champ

Compléments pour la photo

Le porte-oculaire d'origine est remplacé par un modèle de type "Crayford" de marque JMI, permettant une mise au point bien meilleure (précision, tenue).

La coma en bord de champ est corrigée grâce au correcteur MPCC de la marque Baader Planetarium, moyennant un réglage correct de la distance CCD - correcteur (55 mm).

L'autoguidage est asssuré par une lunette de 80 mm et 600 mm de focale, montée en parallele du tube.

 

 
 

Setup 2 - Schmidt-Cassegrain Celestron C11 XLT (280/2800 mm)

L'envie de faire de la photo de "petites" galaxies m'a poussé à investir dans un tube de plus longue focale. Pour conserver un rapport F/D adapté à la photo, le diamètre doit suivre. le Celestron C11 se prête relativement bien à l'exercice avec son diamètre de 280 mm.

Sa focale d'origine est de 2800 mm (F/D 10), plutot adaptée pour de la photo planétaire. Pour le ciel profond, il est associé à un réducteur/correcteur de marque Celestron, qui permet d'atteindre 1900 mm de focale avec un rapport F/D raisonnable de 7 compte tenu du tirage.

Le champ résultant est de 30 x 50 minutes d'arc, soit tout juste une pleine lune avec un capteur APS-C. Toutefois, avec le réducteur il subsiste de la déformation en bordure de champ, ainsi qu'un vignettage important, qui limitent le champ effectif et les possibilités de mosaique.

Son poids est également conséquent (12 kg) et le setup photo complet flirte avec les 15 kg de charge sur la monture. La mise en oeuvre est donc délicate et l'équilibrage de la monture doit etre soigné sans quoi le suivi n'est pas bon.

Compléments pour la photo

la mise au point d'origine se fait via le miroir primaire, ce qui occasionne plusieurs inconvénients ("shifting" - décalage du miroir, et dégradation de la collimation). Le tube a été modifié de la façon suivante :

  • Ajout d'un système de blocage du primaire avec 3 vis qui viennent appuyer sur la face arrière du miroir
  • Mise en place d'une ventilation permettant d'accélérer la mise en température
  • Ajout d'un porte-oculaire de type "Crayford" avec mise au point motorisée, de marque JMI (partagé avec le Newton).

L'autoguidage est asssuré via un petit téléscope de type Maksutov-Cassegrain de 1250 mm de focale, adapté à la focale de l'imageur. En plus de son poids réduit (1 kg contre 3,5 kg pour une lunette classique), il est monté sous la queue d'aronde, ce qui ramene le centre de gravité vers la monture, et permet de limiter le porte-à-faux du contrepoids et donc le stress de la monture.

 

Setup 3 - Lunette Apochromatique Televue NP101 101/540 mm (F/D 5,4)

Les grandes nébuleuses de la voie lactée nécéssitent une focale assez courte pour les saisir dans l'ensemble. La lunette NP101 de la marque américaine Televue est un astrographe de référence grâce à sa formule Nagler/Petzval à 4 éléments (doublet frontal et doublet arrière pour corriger le champ).

le champ résultant est de 150 x 100 minutes d'arc avec un capteur APS-C, et permet d'englober les plus gros objets tels que la nébuleuse d'Orion. Il est de plus entièrement exempt de déformations, ce qui permet de faire aisément de la mosaique sur les objets plus vastes (telles que la nébuleuse North America).

Compléments pour la photo

La mise au point est celle d'origine, avec toutefois l'ajout du système "focusmate" de Televue, qui consiste en une molette de mise au point démultipliée (1/6). La molette comporte également un système d'entrainement par frottement exempt de tout jeu (à l'instar d'un Crayford). J'avais des doutes sur ce système à l'achat, mais il se révèle très performant et assez précis pour trouver la zone de netteté avec la camera CCD.

la NP101 est associée au tube Maksutov pour l'autoguidage, pour conserver un setup compact et léger.

 

 

Setup 4 - Téléscope Ritchey-Chretien RC CFF 300 mm (F/D 8)

Plus de détails ici

 

Imagerie

EFW2

 

APN Reflex

J'utilise un Nikon D300 (format APS-C) ou bien un nikon D700 (format 24x36) pour les objets assez lumineux et étendus (tels que la nébuleuse d'orion ou les Pléiades)

La photo avec un APN est relativement facile à mettre en oeuvre (une seule série d'image, temps de pose réduits avec la montée en ISO, restitution couleur immédiate), mais présente aussi des inconvénients : Sensibilité dans le rouge réduite, bruit de capteur (quoique bien maitrisé maintenant par les constructeurs), pas de contrôle de température, ce qui nécéssite de faire les images de calibrage à chaque sortie (darks).

Camera CCD

J'ai fait l'acquisition d'une Atik 4000, qui est une camera CCD dédiée à l'astrophotographie. Elle présente les caractéristiques suivantes :

  • Capteur monochrome de 4 mega-pixels (2048 pixels de coté) - 15 x 15 mm
  • Contrôle en température par module peltier, jusqu'à -40° sous la température ambiante (en pratique j'image à -20°C)
  • Conversion analogique/numérique à large dynamique ( 16 bits, soit 65000 niveaux)

Les résultats sont sans appel, malgré une mise en oeuvre un peu plus complexe (changement des filtres, temps de pose globalement plus long). Le bruit de fond du capteur est extremement réduit, et les images "brutes" se prêtent extremement bien à la manipulation et à la retouche avec les logiciels d'imagerie, grace à la dynamique étendue.

Filtres

la camera CCD étant monochrome, il faut utiliser des filtres pour faire des images couleur. Cela peut paraitre inutilement complexe mais cela présente en réalité de multiples avantages :

  • Les images brutes sont capturées en pleine résolution (on ne perd pas en définition et en piqué par l'interpolation due au processus de dématricage, nécéssaire sur les capteurs couleur). En particulier, la capture de la "luminance" et son traitement sont séparés, ce qui améliore grandement la qualité finale.
  • Les plans couleur peuvent être capturés "rapidement" en résolution plus faible grace à la technique du "binning".
  • L'ajout de filtres spécialisés dits "interférentiels" permet d'isoler des longueurs d'onde spécifiques (raies d'émission de certains éléments, tels l'hydrogène, l'oxygène, le soufre, l'azote) ce qui améliore drastiquement le contraste et permet de faire ressortir les détails les plus faibles dans les nébuleuses.
  • Il est possible d'imager dans des spectres plus spécifiques (infra-rouge par exemple, ou bien rouge-orangé pour l'imagerie planétaire).

J'utilse des filtres de marque Astrodon qui sont d'excellente qualité et faciles à utiliser car parafocaux (inutile de refaire la mise au point en changeant de filtre).Ils sont montés sur une roue à filtres EFW-2 de chez Atik, avec 9 emplacements au diamètre 31,5 mm, ce qui couvre tous les besoins.

 

Mise au point

Porte oculaire (PO)

La mise au point est réalisée par un porte oculaire de type "Crayford".Contrairement à un système a crémaillère, le déplacement du tube se fait par le frottement sur un rouleau en acier, ce qui élimine tout jeu lorsqu'on inverse le sens de rotation des molettes de mise au point.

Pour supporter le poids de l'équimenet d'imagerie (2 kg en moyenne) et rester précis, le porte oculaire doit être de bonne qualité, sinon la mise au point subit flexions et dérives dans le temps, rendant toute prise de vue impossible. Je me suis procuré le modele "event horizon" chez le fabricant JMI. Ce porte oculaire tout métal est très robuste, avec une longueur très réduite (ce qui limite le porte-à-faux). Il est doté d'une motorisation pilotable depuis l'ordinateur, ce qui facilite la mise au point "a distance" du système.

Un gros avantage du modèle de JMI est qu'il dispose d'une base démontable, et le fabricant propose plusieurs bases pour les différents téléscopes du marché (Newton, Schmidt Cassegrain). J'ai donc équipé le Newton et le C11 d'une base pour utiliser le même porte-oculaire en photo, en fonction du tube choisi (ce qui fait l'économie d'un PO pour deux tubes).

 

 

Autoguidage

 

Matériel

L'autoguidage consiste à utiliser une étoile comme "guide" du mouvement de la sphere céleste, pour compenser le plus finement la rotation de la Terre. Cela se fait avec un instrument optique secondaire monté en parallele du tube imageur. La focale d'autoguidage doit être choisie de telle sorte que l'échantillonnage (taille des pixels) soit similaire entre l'imageur et le capteur d'autoguidage.

Puis la caméra d'autoguidage est connectée à un système d'asservissement, qui va compenser tout mouvement de l'étoile guide dans le champ en agissant sur la monture. Le résultat est la possiblité de faire des poses unitaires jusqu'à 10 minutes en grand champ, sans aucune "dérive".

Le newton est guidé avec une lunette achromatique de 600 mm de focale, suffisante pour 1m de focale à l'imageur. Le C11 approche les 2m de focale et nécéssite donc un tube adapté. Dans ce cas, un petit tube de type Maksutov-Cassegrain fait très bien l'affaire grâce à sa focale élevée et son poids réduit.

La capture est faite avec une camera PL1-M, qui est en fait le modèle QHY5 du fabricant chinois QHYCCD. Cette camera comporte un capteur 1/2", d'une bonne résolution (1280x1024) qui permet de trouver assez facilement une étoile guide.

 

Logiciel

Actuellement la boucle d'asservissement se fait avec le logiciel PHD Guiding, qui est performant et très simple d'utilisation. L'autoguidage utilise des prises de vue de 2 à 3 secondes en ciel profond.

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