Les instruments en Astronomie amateur…simplement expliqués

Quel type d’instrument faut-il préférer ?

Les petits instruments de débutant sont souvent des lunettes, un peu plus simples à utiliser que les télescopes. En effet, ces derniers nécessitent de faire de temps en temps un réglage appelé collimation pour conserver une qualité d’image optimale (une opération de ré-alignement des miroirs qui n’est pas très compliquée mais qui peut dérouter les débutants).

À partir d’une certaine taille, on privilégie le télescope pour des raisons de coût car un miroir de télescope est moins complexe à réaliser qu’un bon objectif de lunette.

Les deux paramètres essentiels : diamètre et focale

Qu’il s’agisse d’une lunette astronomique ou d’un télescope, les deux paramètres optiques utilisés pour caractériser un instrument d’astronomie sont :

• le diamètre de l’objectif ou du miroir (D), exprimé en général en millimètres
• la focale (f).

On désigne souvent un instrument par le couple diamètre / focale, par exemple “lunette 70 / 900” pour une lunette de 70 mm de diamètre et de 900 mm de focale.

Le diamètre est le paramètre le plus important pour caractériser la puissance de l’instrument. Un diamètre le plus grand possible est toujours souhaitable si l’on met de côté les considérations de budget ou d’encombrement car :

• le diamètre détermine la luminosité des images : plus l’instrument est gros, plus il collecte de lumière
• le diamètre conditionne également la finesse des images obtenues : dans des conditions idéales (instrument sans défaut, atmosphère stable), un diamètre deux fois plus grand révèle des détails deux fois plus fins.

Les instruments de débutant ont le plus souvent un diamètre compris entre 60 et 150 mm (60 à 80 mm pour une lunette, 100 à 150 mm pour un télescope). Au bout de quelques années, les passionnés de ciel profond commencent à rêver de télescopes de gros diamètre (250 mm voire 400 mm)  pour chasser les galaxies les plus lointaines ou les pâles nébuleuses qui se distinguent à peine du fond du ciel.

La focale, elle a une influence sur :

• les grossissements obtenus, plus forts avec une focale longue (mais attention, nous verrons plus loin qu’un grossissement fort n’est pas toujours souhaitable)
• l’encombrement de l’instrument.

Une lunette classique est toujours assez longue : sa focale fait de l’ordre de 10 à 13 fois son diamètre, par exemple 700 mm pour un diamètre de 60 mm. C’est une condition pour fournir de bonnes images dans un budget raisonnable.

En effet, la plupart des lunettes souffrent d’un défaut appelé aberration chromatique qui provoque l’apparition de liserés colorés en bord d’image et une perte de netteté. Ce phénomène est négligeable dans le cas des lunettes longues et plus marqué dans le cas des lunettes courtes (sauf pour certains modèles très onéreux qui recourent à une conception optique sophistiquée).

Un télescope de type Newton peut avoir une focale courte : par exemple 5 ou 6 fois son diamètre, par exemple 1200 mm de focale pour un diamètre de 200 mm, dès lors que son miroir principal est un véritable miroir parabolique – et non un miroir sphérique que l’on trouve sur des modèles bon marché.

Un Schmidt-Cassegrain ou Maksutov-Cassegrain a une focale longue malgré son aspect compact.

Quel grossissement ?

Précisons d’abord que le grossissement n’est pas un véritable critère pour choisir un télescope ou une lunette astronomique. En effet, le grossissement dépend de l’oculaire utilisé. Un instrument est toujours livré avec plusieurs oculaires et on peut aussi acheter séparément des oculaires supplémentaires pour compléter sa gamme de grossissements. On peut donc considérer le grossissement comme un paramètre ajustable.

Ensuite, il ne faut surtout pas croire qu’un instrument d’astronomie doit grossir le plus possible. Car les grossissements faibles ou modérés peuvent s’avérer beaucoup plus appropriés que les grossissements forts dans beaucoup de cas. En effet :

• un fort grossissement rend l’image moins lumineuse
• il fait perdre la vue d’ensemble en rétrécissant le champ de vision
• il peut conduire à une image floue en raison de la limitation de résolution de l’instrument ; cette limitation est inversement proportionnelle au diamètre, si bien qu’en général on évite tout grossissement supérieur à 2 fois le diamètre de l’instrument en millimètres ; souvent, un grossissement limité à 1 fois ou 1,5 fois le diamètre est préférable
• de plus, l’atmosphère est rarement complètement stable : de même que l’air semble bouillonner au-dessus d’une route goudronnée surchauffée, les images grossies fortement au télescope sont souvent brouillées par la turbulence atmosphérique qui empêche de voir les détails les plus petits ; ce phénomène dû à des remous dans l’atmosphère est d’autant plus gênant que le grossissement est fort.

L’observation de la Voie lactée et de beaucoup d’objets du ciel profond (amas d’étoiles, nébuleuses, galaxies) se fait à faible grossissement (par exemple 40 à 50 fois) pour garder une bonne luminosité et l’agrément d’un grand champ de vision. Pour scruter de petits détails sur la Lune et les planètes, on apprécie de pouvoir pousser le grossissement (100 à 200 fois…) si l’instrument et l’atmosphère le permettent.

Notez que même un instrument modeste muni d’un grossissement de 50 fois montre déjà les anneaux de Saturne et de très nombreux cratères lunaires.

La monture

Le rôle de la monture est important et multiple :

1. soutenir l’instrument, de manière aussi stable que possible car toute vibration gêne l’observation, surtout à fort grossissement (évitez les montures d’aspect frêle sur trépied à jambes très fines, car la stabilité risque d’être insuffisante)
2. le diriger vers une région du ciel précise (le champ de vision est étroit, il faut viser juste !)
3. éventuellement : suivre la trajectoire des astres dans le ciel.

Il existe trois familles de montures : azimutale, équatoriale, Dobson.

Système de pointage “Go-To”

Certaines montures motorisées sont pourvues d’un système de pointage automatique Go-To : il suffit de désigner votre cible sur un boîtier de commande, et votre télescope se dirige tout seul dans la bonne direction ! Attention ceci a un coût, et le système ne fonctionne que si vous suivez une procédure d’initialisation qui passe par le pointage d’étoiles repères. On n’est donc pas dispensé de quelques efforts – et n’oublions pas qu’il est aussi très satisfaisant de savoir naviguer parmi les étoiles sans autre assistance que des cartes du ciel !

Comme promis au début de cet article, la semaine prochaine on fera plus dans l’émerveillement que dans la technique.

Professeur Têtenlair