Espace astronomique (8).

Espace astronomique (8).

Les dispositifs militaires demandent de grandes surfaces correctrices,
une grande vitesse d’action, mais peuvent se contenter de l’infrarouge
moins exigeant que le domaine optique. La luminosité de la cible n’est
pas non plus pour eux un facteur limitatif, puisque l’illumination par
les lasers donne autant de brillance que l’on peut en souhaiter ou
presque.

L’astronomie, pour sa part, est moins exigeante en terme de vitesse et
de surface active de correction, mais beaucoup plus en ce qui concerne
le nombre d’actuateurs, le domaine spectrale à couvrir et le champ
d’observation. Si, après une vingtaine d’années d’efforts les
exigences du secteur militaire semblent en voie d’être satisfaites, il
n’en va pas de même pour l’astronomie qui a encore de gros progrès à
accomplir pour tirer le parti maximum des télescopes de la génération
des 8 m. Or, la course est entamée pour l’étape suivante, celle des 30
m avec les télescopes Magellan, Moore et OWL.

Le dernier projet en matière de 8m est un instrument de « survey »
avec un champ de 7 degrés, ce qui est énorme. A ce niveau, il est
impossible d’éviter les déformations de l’image. Les télescopes
d’amateurs ont généralement un miroir parabolique ou sphérique si le
rapport focale sur diamètre dépasse 7 ou 8 pour 20 cm de diamètre. En
effet, dans ces conditions, il n’y a plus de différence significative
entre calotte sphérique et parabole. Toutefois, ces télescopes
souffrent d’un défaut optique : l’aberration de coma (ou chevelure)
qui montre les objets ponctuels comme les étoiles, à la périphérie du
champ sous forme de « comètes ».

En réalité, ce n’est pas un défaut du miroir primaire parabolique,
mais du capteur. Le plan focal n’est pas un plan, mais une surface
courbe. Si l’on insiste pour avoir un capteur fonctionnant dans un
plan, plus on s’écarte de l’axe de l’instrument, plus l’écart entre le
« plan focal » et la surface focale réelle devient grand. C’est cet
écart qui crée l’aberration de coma. Les télescopes professionnels
exploitent des miroirs primaires plus complexes : les Ritchey-
Chrétient avec des surfaces hyperboliques aussi bien au primaire qu’au
secondaire. Le but est d’avoir une surface focale plus plane et donc
de pouvoir exploiter un plus grand diamètre à peu près plan dans le
secteur. Plus le diamètre exploitable est grand, plus le champ est
grand. Pour augmenter le champ, il faut réduire le rapport focale/
diamètre du miroir primaire en le creusant plus. C’est devenu
techniquement acceptable avec le « spin cast » ou moulage rotatif des
miroirs, mais plus le rapport F/D diminue, plus la surface focale
devient courbe et génère des aberrations. La technologie optique pour
limiter cet effet devient de plus en plus difficile.

Au temps des plaques photographiques, les astronomes avaient pris
l’habitude de déformer quelque peu leurs plaques quand c’était
possible ( Si les distances angulaires n’étaient pas de première
importance, donc si l’on pouvait se passer d’un support rigide plan en
verre). Cela permettait de gagner en champ utile. Dans ce domaine, les
CCD n’ont pas été un progrès : fabriqués à partir de tranches de
monocristaux de silicium, leur rigidité est extrêmement élevée, de
plus le silicium est cassant et ne peut être courbé . La technique du
découpage en tranche du cristal initial interdit la production de
surfaces courbes.

Donc, même si l’on dispose de CCD aussi grands que l’on veut, le champ
d’un télescope donné est plus faible pour les CCD  que pour la photo.
Cette situation est du moins valable pour l’image brute. Actuellement,
la puissance de calcul des ordinateurs a changé quelque peu la
situation : Même si l’image CCD dépasse le domaine sans grandes
aberrations, la déconvolution des images permet de récupérer une image
nette. Cela se fait toutefois avec une certaine baisse de sensibilité,
les détails les plus faibles sont perdus. On peut donc avoir de
grandes images nettes avec les CCD, mais elles perdent en sensibilité
sur le bord, tout se passe comme si le diamètre du télescope diminuait
près du bord de l’image. On voit ici un autre compromis à réaliser
avec les instruments actuels. Cette situation s’impose aussi bien pour
les appareils au sol que dans l’espace.

Y.B.
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Souvenir Cathare : L’enfer existe, la preuve, on y est et le diable
est au Vatican. Maintenant c’est pire : il en sort.