Guide du télescope

Le guide du télescope résume les éléments de base dont vous avez besoin lorsque vous voulez acheter un télescope. Les télescopes pour enfants ou les télescopes pour débutants doivent être choisis sur la base de ces bases et d’autres considérations particulières. Des accessoires de télescope tels que des oculaires ou des filtres peuvent ensuite être ajoutés progressivement.

Notions de base sur les télescopes

Les premiers télescopes étaient des télescopes constitués de lentilles dans un long tube. Leur apparence façonne encore aujourd’hui notre idée du télescope. Le premier télescope a été construit par Galileo Galilei en 1608 et permettait déjà l’observation de quatre lunes de Jupiter.

Isaac Newton a développé un télescope en 1670 qui a réalisé ses capacités optiques grâce à des miroirs. Au fil du temps, on a également développé des types de télescopes dans lesquels les lentilles et les miroirs étaient combinés (par exemple : les télescopes Schmidt-Cassegrain).

Composants d’un télescope

Un télescope se compose essentiellement de trois éléments

L’optique d’un télescope – Les différents types de télescopes

L’optique se compose du système optique faisant face à l’objet à observer (lentille d’objectif) et du système optique du côté de l’œil (oculaire). L’objectif est de collecter la lumière d’une source distante et de la concentrer au point focal. Derrière le point focal, une image se forme, qui est agrandie pour notre œil par l’oculaire. Cette image est tournée de 180°.

En fonction des éléments de construction (lentilles, miroirs ou combinaisons) de l’objectif, on distingue différents types de télescopes, qui seront éclairés dans ce guide du télescope :

Le télescope réfracteur (réfracteur)

C’est le “télescope classique” dans l’esprit de la plupart des gens. Le télescope se compose d’un long tube (tube) avec une lentille côté objet et une lentille côté oculaire. La construction et les composants présentent des avantages et des inconvénients :

Pour:

 Inconvénients:

Utilisez

Les réfracteurs sont particulièrement adaptés à l’observation de la lune et des planètes. Les objets plus fins de l’espace lointain sont difficiles à observer en raison de leur ouverture relativement petite.

Les réfracteurs de grande valeur à faible aberration chromatique (achromat) sont des télescopes d’entrée de gamme populaires en astrophotographie.

L’utilisation intuitive des réfracteurs prend tout son sens d’un point de vue didactique comme premier télescope pour un enfant.

Le télescope à réflecteur

Dans les réflecteurs, un miroir primaire situé à l’extrémité inférieure du tube recueille et concentre la lumière. Il est alimenté à l’oculaire par un miroir secondaire placé dans le trajet optique. La mise au point peut être située à l’avant du tube. La construction et les composants présentent des avantages et des inconvénients :

Pour:

Inconvénients :

Utilisez

Les réflecteurs sont souvent des télescopes très rapides et bien adaptés à l’observation visuelle des planètes/lunes et des objets de l’espace lointain. Dans la plupart des cas, ils offrent le meilleur rapport qualité-prix.

Pour l’utilisation en astrophotographie, des éléments de compensation doivent être placés dans le trajet du faisceau pour compenser les erreurs d’image. Pour l’observation visuelle, cependant, ces erreurs d’image sont négligeables.

Télescopes à miroir de lentille (télescopes catadioptriques)

Les télescopes catadioptriques (par exemple : les télescopes Maksutov, les télescopes Schmidt-Cassegrain combinent des lentilles et des miroirs pour produire des images. Le trajet du faisceau est replié par plusieurs miroirs et entraîne une extension drastique de la distance focale.

Souvent, des lentilles spéciales (par exemple, la plaque de Schmidt) dans le chemin optique compensent l’erreur d’image de coma des miroirs sphéroïdaux. La construction et les composants présentent des avantages et des inconvénients :

Pour:

Inconvénients :

Utilisez

Les télescopes Maksutov produisent des images très nettes et très contrastées, en raison du miroir secondaire plus petit déposé en phase vapeur par rapport à celui de Schmidt-Cassegrain. L’objectif miniscus est grand et lourd et sa fabrication devient coûteuse à mesure que sa taille augmente. Les avantages de la conception se déploient pleinement sur la lune et les planètes. Sa relative faiblesse le rend moins adapté à l’observation de la plupart des objets du ciel profond.

Les télescopes Schmidt-Cassegrain offrent la base la plus large pour l’astronomie d’entrée de gamme. Ils offrent de très bons résultats d’observation dans tous les domaines de l’astronomie. Leur conception compacte les rend faciles à transporter. De plus, ils sont très bien adaptés à l’astrophotographie avec une monture appropriée. Cependant, ces bonnes propriétés polyvalentes ont leur prix.

La monture pour les télescopes – à quoi faut-il faire attention

La monture est utilisée pour maintenir et déplacer le système optique via des axes mutuellement perpendiculaires. Selon la conception et les performances, les supports peuvent être très coûteux. Les supports peuvent être commandés par des moteurs ou même avoir une fonction dite de “go-to”, avec laquelle il est possible d’approcher des objets célestes en appuyant sur un bouton. Ce guide des télescopes traite essentiellement de deux types de montures pour les télescopes : la monture azimutale et la monture parallactique.

Montagne azimutale

Avec la monture azimutale, l’alignement se fait sur le plan horizontal. Habituellement, le télescope doit être déplacé sur les deux axes pour suivre un objet céleste dans le temps. La monture azimutale n’est pas très complexe, c’est pourquoi on la trouve dans de nombreux télescopes d’entrée de gamme et on peut même la construire soi-même (rocker box).

Rockerbox

La boîte à bascule est une forme spéciale de la monture azimutale. Il est souvent utilisé en combinaison avec un réflecteur newtonien. Ce système est appelé un télescope dobsonien du nom de son inventeur. 

La particularité de la Rockerbox est sa construction très simple et robuste. Le tube optique est monté dans un cadre de fourche en bois ou en plastique. Sa mobilité est réglée individuellement par des vis de friction. Cette fourche est montée sur une plaque de base rotative. La simplicité de la construction rend cette monture très bon marché ; vous pouvez même la construire vous-même. Par conséquent, l’objet cible doit également être contrôlé par le changement sur deux axes.

Monture parallactique

Avec la monture parallactique, l’alignement se fait sur l’axe de la terre. Si l’axe d’ascension droit est aligné sur le pôle céleste (en fonction du lieu d’observation), un objet céleste peut être suivi dans le temps en ne suivant qu’un seul axe. 

Ce type de monture est donc prédestiné aux moteurs de poursuite et recommandé pour l’astrophotographie. Le montage parallactique est techniquement plus complexe et donc beaucoup plus coûteux. Si l’alignement n’est pas précis, il faut bien sûr aussi suivre l’objet céleste via le suivi sur les deux axes avec ce système.

Trépied

Le trépied est dans la plupart des cas un trépied constitué d’éléments extensibles en aluminium. 

La puissance télescopique – Les paramètres les plus importants et leur signification

Les paramètres les plus importants d’un télescope sont son ouverture et sa longueur focale. Les autres paramètres les plus importants peuvent être calculés à partir de ces deux valeurs. Pour l’évaluation d’une offre et la sélection du télescope approprié, il est utile de connaître les effets essentiels des paramètres. Le guide du télescope souhaite expliquer clairement ces points à l’aide d’exemples

L’ouverture

C’est probablement le paramètre le plus décisif d’un télescope. L’ouverture décrit le diamètre (en millimètres) de la lentille (réfracteur) ou du miroir principal (réflecteur) et détermine donc les propriétés les plus importantes d’un télescope pour nous :

L’ouverture est en grande partie responsable des caractéristiques du télescope dont nous avons besoin pour avoir une grande expérience de l’astronomie, et doit donc être choisie aussi grande que possible :

Comme la propriété de collecte de la lumière du télescope est basée sur une fonction quadratique, le grossissement de l’ouverture a un effet exponentiel.

Exemple de guide du télescope :

Un réflecteur de 200 mm a une ouverture de deux fois (x2) celle d’un réflecteur de 100 mm, mais sa capacité de collecte de la lumière est quatre fois (x4) celle d’un réflecteur de 100 mm.

La longueur focale d’un télescope

La longueur focale correspond à la distance de l’objectif ou du miroir principal au point focal et est spécifiée en millimètres. De nombreuses offres douteuses suggèrent qu’une longueur focale particulièrement longue entraîne une performance particulièrement élevée du télescope, car cela détermine le grossissement théorique. Mais c’est un non-sens, car c’est le grossissement utile maximal qui est décisif, lequel est défini par l’ouverture. 

Effets des grandes longueurs focales :

Caractéristiques dérivées de l’ouverture et de la distance focale

Les deux paramètres les plus importants (ouverture et longueur focale) ont été introduits. À partir de ces données, d’autres paramètres peuvent être dérivés pour évaluer la performance d’un télescope et sont mis en évidence dans le guide du télescope.

Le grossissement

Le facteur de grossissement d’un télescope résulte de la distance focale de l’objectif (télescope) et de l’oculaire :

grossissement théorique = longueur focale du télescope / longueur focale de l’oculaire

Ce que nous pouvons apprendre de cette équation est que l’oculaire utilisé définit le grossissement du télescope. Cela signifie que pour se lancer dans l’astronomie, il est logique d’avoir deux ou trois oculaires.

Les débutants font souvent l’erreur de penser qu’un télescope doit avoir le plus grand grossissement possible pour être un bon télescope. Pour cette raison, ils optent souvent pour une longue focale de télescope et une petite focale d’oculaire. 

Cependant, l’ouverture est en fait décisive pour le grossissement. Le diamètre de l’ouverture détermine approximativement le grossissement utile maximal auquel la meilleure image est produite par rapport au facteur de grossissement :

grossissement utile maximum = 2 x ouverture 

Si l’image est agrandie au-delà de ce point, la qualité de l’image se détériore à nouveau. 

En outre, le grossissement utile maximal est également limité par la turbulence de l’atmosphère terrestre, de sorte que des grossissements de plus de 180 x à 220 x sont rarement possibles, même dans les meilleures conditions.

En plus du grossissement maximum, il y a aussi le grossissement utile minimum peu remarqué. Elle est à nouveau définie par l’ouverture du télescope et l’ouverture maximale (en fonction de l’âge) de la pupille de l’œil (environ 7 mm) :

grossissement utile minimum = ouverture/7mm

Si le grossissement est inférieur au grossissement utile minimum, une image (pupille de sortie) se forme dans l’oculaire qui est plus grande que l’ouverture maximale de la pupille adaptée à l’obscurité (7 mm). En conséquence, la lumière (l’information) est perdue parce que l’image ne peut pas être entièrement reproduite sur la rétine.

grossissement optimal = ouverture / 0,7

Le grossissement optimal (bénéfique) d’un télescope est le grossissement auquel nous utilisons le pouvoir de résolution maximal de l’objectif. Si nous agrandissons au-delà, seul l’objet imagé devient plus grand, sans que nous puissions voir d’autres détails.

Rapport d’ouverture et nombre d’ouvertures

Dans de nombreuses descriptions de télescopes, vous trouverez des spécifications telles que f/10 ou f/7,9. Derrière cela se cache le rapport de focalisation. Il est défini par l’ouverture et la longueur focale :

Rapport de focalisation = longueur focale / ouverture

Exemple:

Un télescope ayant une ouverture de 200 mm et une longueur focale de 2000 mm a un rapport de focalisation de 2000/200 = 10. La notation acceptée est f/10. 

La réciproque du rapport d’ouverture est le nombre d’ouverture, correspondant dans ce cas à 10.

La notation f/x provient de la photographie. C’est aussi l’origine du terme “optique rapide” ou “optique lente”. Les optiques rapides ont un petit rapport d’ouverture (et donc un grand nombre d’ouvertures) et exposent le film plus rapidement que les optiques à grand rapport d’ouverture (optiques lentes). 

Erreurs d’image pertinentes

Les erreurs d’image se produisent lorsque la lumière est réfractée ou réfléchie lors de son passage dans le télescope. Il convient de noter que les erreurs d’image ont moins d’effet sur les télescopes à longue distance focale. Il existe plusieurs moyens de réduire les effets des erreurs d’image. Les erreurs d’image les plus importantes sont enfin abordées dans le guide du télescope :

Aberration chromatique

L’aberration chromatique signifie que les différentes composantes de couleur de la lumière sont réfractées à des degrés différents lorsqu’elles traversent une lentille, et que les couleurs ont donc des points focaux différents. Les objets observés ont des franges colorées. Ce phénomène est spécifique à la matière. En combinant (cémentant) des lentilles faites de différents matériaux, cette erreur de couleur peut être considérablement réduite.

Aberration sphérique

L’aberration sphérique affecte les télescopes équipés d’un miroir sphéroïdal (hémisphérique) au sol. La lumière frappant le bord du miroir est focalisée en un point différent de la lumière frappant le centre du miroir. Il en résulte des images floues. Le remède est un miroir parabolique, qui concentre tous les rayons lumineux en un même point, ou une lentille en amont (plaque de Schmidt).

Coma

L’erreur d’image de coma se produit lorsque la lumière tombe obliquement sur le miroir. Cette lumière ne peut pas être focalisée et entraîne une distorsion floue de l’objet dans l’image perçue. Cette erreur d’image peut être compensée par un correcteur de coma.

Diagramme de décision – Quel télescope choisir ?

Pour faire face à l’écrasante variété de télescopes possibles, nous avons essayé de créer un arbre de décision pour la sélection des télescopes. Peut-être que cela vous aidera lorsque vous voudrez acheter un télescope.