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Infos pratiques : quelques formules optiques

Professionnels et amateurs ont à leur disposition de nombreuses formules optiques adaptées à leurs travaux. Vu la diversité des objets célestes, chaque formule optique est optimisée pour un type d'observation (visuelle ou imagerie) particulier. La plupart des instruments d'amateurs offrent une polyvalence et une disponibilité que n'ont pas les mastodontes professionnels. C'est là que se trouve leur principal avantage : photographier une éclipse solaire, les anneaux de Saturne, la Galaxie d'Andromède ou de M51 des Chiens de Chasse, tout cela est possible avec un modeste instrument de 100mm d'ouverture (diamètre moyen d'un instrument d'amateur) équipé d'une bonne monture équatoriale.
Contrairement à la langue anglaise qui désigne par "telescopes" tous les instruments d'astronomie, le français désigne les lunettes comme réfracteurs et les télescopes comme réflecteurs mais ce n'est pas si simple...

Réfracteurs ou lunettes

schéma lunette

Désignent généralement les lunettes astronomiques composées d'objectifs à lentilles. De nombreuses versions aux formules optiques plus ou moins élaborées sont proposées par les fabriquants.
En entr√©e de gamme, les lunettes basiques sont dites achromatiques, lorsque leur longue focale (ouverture relative √©lev√©e de pr√©f√©rence) apporte une bonne correction de l'aberration chromatique. Ceci permet √† moindre co√Ľt d'obtenir une bonne lunette qui montrera des d√©tails plan√©taires approchant le maximum th√©orique de son objectif dans de bonnes conditions atmosph√©riques.

Les meilleures lunettes sont dites apochromatiques, c'est √† dire exemptes d'aberration chromatique pour l'oeil humain. De nombreuses formules optiques tr√®s performantes sont propos√©es par les principaux fabriquants. Les diff√©rences proviennent de choix technologiques, √©conomiques et conjoncturels tr√®s complexes o√Ļ le co√Ľt des mati√®res premi√®res joue un r√īle important. L'objectif √† F/D : 8 des fluorites Takahashi, constitu√© de 2 lentilles flint-fluorite (doublet apo air-spaced) est particuli√®rement efficace tout en pr√©servant une bonne compacit√© √† l'instrument. La lunette de focale moyenne offre une polyvalence remarquable permettant une utilisation grand champ ou haute r√©solution. Un objectif plus ouvert de type F/D : 6 n√©cessitera une formule optique plus complexe bas√©e souvent sur un minimum de 3 lentilles (exception r√©cente avec la SKY-90). De prix plus √©lev√© sans apporter de gain r√©el en observation visuelle, seuls des crit√®res sp√©cifiques d'imagerie argentique ou CCD tels que le champ et la luminosit√© exigent l'investissement dans un tel objectif.

Avantages

  • Simplicit√© d'utilisation √† toute √©preuve, le d√©butant comme le passionn√© obtiennent tr√®s vite satisfaction avec une lunette de diam√®tre inf√©rieur √† 130mm qui ne subit que peu les mauvaises conditions atmosph√©riques. L'√©quilibrage thermique d'une lunette n'est pas aussi contraignant que le t√©lescope puisque le faisceau lumineux ne passe qu'une fois dans le tube. D'autre part les objectifs des lunettes ne se d√©r√®glent quasiment pas gr√Ęce au montage d'√©l√©ments optiques l√©gers int√©gr√©s dans des barillets efficaces.
  • Qualit√© et rendement maximum pour les objectifs apo, le contraste et la finesse des images n'a pas d'√©quivalent en t√©lescope √† ouverture √©gale voir sup√©rieure. L'utilisateur profite de son instrument sans connaissances pr√©alables des r√©glages optiques.
  • Une polyvalence exceptionnelle en visuel et en imagerie photo CCD. Une lunette apo offre aussi bien un champ √©tendu (en ciel profond) que de la r√©solution en plan√©taire.

Inconvénients

  • Le prix principalement, un bon t√©lescope a 2 fois plus de diam√®tre √† prix √©quivalent.
  • L'encombrement et le poids pour les diam√®tres sup√©rieurs √† 100mm.

Réflecteurs ou télescopes

Plusieurs familles de télescopes caractérisent les instruments d'amateurs : les Newtons et les Cassegrains ainsi que leurs dérivés de formules optiques plus complexes qui intègrent des lentilles petites ou grandes en diamètres, se sont les catadioptriques représentés par essentiellement les Schmidt-Cassegrain, et les Maksutov.

Télescope de Newton

schéma Newton

C'est le t√©lescope de base pour l'initiation et plus encore. S'il est bien con√ßu, il permet de tout faire et avec un F/D : 6, valeur courante, sa polyvalence est un de ses atouts . Compact pour les diam√®tres inf√©rieurs √† 200mm, il devient difficilement transportable au del√† et pour cause, sa longueur de tube est directement proportionelle √† sa focale. Une monture √©quatoriale adapt√©e √† un Newton de 250mm √† F/D: 6 devient excessivement lourde. Les r√©sultats d'un Newton demeurent admirables vu la simplicit√© de son optique √† deux miroirs, (primaire parabolique et secondaire plan √† 45¬į) mais attention les r√©glages de collimation demandent un minimum d'exp√©rience qui sera profitable quelle que soit l'optique utilis√©e par la suite.

Récemment importé de Russie, le Maksutov-Newton, se différentie du Newton classique par l'intégration d'un ménisque à l'entrée du tube optique. En dehors d'un équilibrage thermique très long, le Maksutov-Newton offre une qualité optique excellente ainsi qu'une stabilité d'image supérieure au Newton de base.

Avantages

  • Polyvalence et prix int√©ressants en petits diam√®tre (150mm par exemple)
  • Lumineux en imagerie stellaire

Inconvénients :

  • Prix, poids et encombrement des diam√®tres sup√©rieurs √† 200mm
  • R√©solution souvent d√©cevante pour les diam√®tres sup√©rieurs √† 150mm par rapport aux Cassegrains d'ouverture √©quivalente, compte tenu de leur instabilit√© d'images provoqu√©e par leur sensibilit√© aux turbulences r√©sultant notamment de leur faible latitude de mise au point suite √† leur court F/D.

Télescope Cassegrain

schéma Cassegrain

Le Cassegrain pur est constitué d'un miroir primaire parabolique comme le Newton, percé en son centre, et d'un miroir secondaire hyperbolique, sorte de Barlow par réflexion qui en augmente sa focale résultante. Un Newton ouvert à F/D : 4 ou 5, instrument grand champ par excellence peut donc devenir Cassegrain à F/D : 12 ou 20 ou plus, instrument haute résolution idéal car très tolérant niveau latitude de mise au point (bonne stabilité d'image). Ce principe simple, courant sous les coupoles professionelles, se montre particulièrement efficace dans les domaines propres aux 2 formules optiques. TAKAHASHI a depuis 1996 mis sur le marché le CN-212 (F/12.4 en Cassegrain et F/3.9 en Newton) et cet instrument a conquis les amateurs les plus exigeants. Le diamètre du miroir primaire est exploité en résolution et en luminosité, en imagerie comme en visuel.

Maksutov-Cassegrain

schéma Maksutov-Cassegrain

Cette formule optique à base de miroirs primaire et secondaire de profils sphériques est corrigée par un ménisque, grande lentille concave-convexe placée en partie avant du tube optique. On trouve maintenant sur le marché amateur de nombreuses versions de Maksutov-Cassegrain dont de subtiles différences seront à prendre en considération en fonction du domaine d'utilisation . L'ouverture relative des variantes de cette formule va de F/6 à F/15 et il est généralement possible d'ajouter un réducteur de focale. La polyvalence des version à F/D: 10 ou 12 est excellente pour le visuel comme pour l'imagerie et les tube optiques d'ouvertures 150mm se distinguent par leur rapport compacité/performance sans équivalent.

Schmidt-Cassegrain

Cette formule optique √† grand succ√®s poss√®de beaucoup de points communs avec le Maksutov et leur diff√©rence se situe principalement sur la lame correctrice employ√©e (lame de fermeture) : m√©nisque pour le Maksutov, lame de Schmidt pour le Schmidt-Cassegrain, dans les 2 cas cette lentille de grande ouverture tr√®s co√Ľteuse repr√©sente l'√©l√©ment clef de l'optique et le plus grand soins √† la fabrication comme √† l'utilisation doit √™tre apport√©. Sur le plan pratique, √† qualit√© de fabrication √©gale, r√©sultats et polyvalence √©quivalents. La lame de Schmidt, moins √©paisse qu'un m√©nisque permet une meilleure transportabilit√© des tubes de diam√®tres sup√©rieurs √† 200mm.