Tester simplement et gratuitement son optique

 

test optic

 

 Nous allons aborder dans cette rubrique technique 2 méthodes simples à mettre en oeuvre pour tester son optique astronomique. L'avantage de ces 2 techniques est qu'elles sont toutes les 2 gratuites. Nous allons donc aborder la plus connue, le star test ou en français, test sur les étoiles. La seconde technique sera basée sur la résolution d'étoiles doubles pour confirmer le premier test qui est plus complet. Il existe d'autres tests comme le test de Roddier qui est gratuit mais qui nécessite une caméra, certains logiciels permettent de faire une analyse comme Prism ou Maxpilote mais ils sont dédiés imagerie.

 

Le star test

 

Le principe de ce test est simple à mettre en oeuvre : en effet il suffit de pointer une étoile puis de faire une mise au point que l'on dé-focalisera légèrement en rentrant et en sortant le porte oculaire. On analyse ensuite ces 2 figures de diffraction pour cibler les défuts de l'optique. Il est essentiellement visuel car il n'est pas aisé d’effectuer une image avec suffisamment de dynamique pour une caméra CCD.

 

La bible du star testing est en anglais : star testing astronomical telescopes de Harold Richard Suiter décrit par le menu cette technique. abordons ici plus simplement la base qui peut être acquise par tout un chacun.

 

Pour ce test il faut prendre en premier quelques précautions :

 

* La turbulence doit être minimale. Plus elle sera faible, plus les défauts seront facilement visibles ( images non troublées). Pour limiter la turbulence, visez une étoile haute dans le ciel

* Eviter ( si possible) l'usage d'un renvoi coudé qui peut ajouter des défauts à votre optique

* Centrez parfaitement l'étoile ans l'oculaire, vous pouvez vous aider d'un oculaire réticulé

* Dé-focalisez en intra-focale ( vers l'intérieur) puis en extra-focale (vers l'extérieur) pour voir apparaître des anneaux de diffraction. Si vous ne dé-focalisez pas assez, vous aurez du mal à les apercevoir. Si vous dé-focalisez trop, il n'y aura plus d'anneaux mais une plage quasi uniforme. L'ordre de grandeur est d'environ 1/5 du champ d e l'oculaire, à adapter en fonction de votre instrument et de votre oculaire.

* Grossissez suffisamment pour obtenir les anneaux de diffraction. Je vous conseil de grossir au moins 2x le diamètre de votre instrument exprimé en mm. Si le test est bon et si les conditions le permettent, vous pouvez pousser le grossissement au delà.

 

turbulence

 

Voici ci dessous quelques exemples de défauts qu l'on voit apparaître sur les optiques. Ce sont les plus courants. Les figures s’appliquent à un télescope sans obstruction. L'effet de l'obstruction sera vu après.

 

star test

 

Astigmatisme : Il se traduit par une figure de diffraction non circulaire. Elle tourne de 90° entre l'intra et l'extra focale. Si vous en avez, vérifiez que ça ne viens pas de l'oculaire en le faisant tourner sur lui-même de 10°. Si l'angle de la figure reste le même, ça viens du télescope.

 

Défaut de collimation : On observe des anneaux qui ne sont pas concentriques. Le remède est simple, re-collimater votre télescope.

 

Aberration sphérique : On observe sur l'image intra ou extra-focale des anneaux extérieurs plus ou moins marqués, diffus et surtout certains anneaux internes sont beaucoup plus marqués. Pour un télescope sous corrigé, l'image intra et extra sont inversées par rapport à l'image ci-dessus.

 

Bord rabattu : Ce défaut est courant sur les télescopes du marché. Il se traduit par un/des anneaux extérieurs qui diffusent la lumière et qui sont larges.

 

Défauts de zones : Ce sont des défauts plus ou moins ponctuels. Ils se traduisent par des anneaux ou des morceaux d'anneaux qui ne sont pas symétriques en intra et en extra-focale.

 

 Optique parfaite : La tâche de diffraction est parfaitement symétrique en intra et en extra-focale.

 

Voilà les principaux, reste encore les optiques pincées où la figure de diffraction se traduit par un triangle ( le plus souvent) qui s'inverse entre l'intra et l'extra-focale.

 

Attention, pour les optiques obstruées, voici ci dessous les effets de 30% d'obstruction :

 

obstruction

 

La figure intra et extra-focale sont identiques ( pour une optique parfaite), par contre les anneaux les plus au centre deviennent moins marqués et les anneaux intermédiaires sont plus marqués.

 

Petite remarque sur les Schmidt-Cassegrains : il existe souvent une veine d'air lors de leur mise en température. Ceci se traduit par des anneaux qui se déforment dans une seule direction ( haut en général). Les anneaux semblent fuir en se déformant petit à petit dans la direction de la veine d'air.

 

 Ce test est extrêmement puissant mais qui demande une bonne maîtrise du test et de très bonnes conditions de turbulence. Avec de l'expérience, on peut même donner un ordre de grandeur au défaut ( exprimé en fraction de longueur d'onde).

 

Le contrôle sur étoiles doubles

 

Ce test est très facile à mettre en oeuvre. Il suffit de connaître la résolution théorique de son instrument. LA formule est résolution(")=120/D avec d le diamètre du télescope exprimé en mm. Il suffit maintenant de trouver une liste d'étoiles doubles pour faire un test de détection autour de la valeur calculée. Attention cependant à ce que la turbulence soit faible le jour du test sous peine de mesurer la turbulence et non le pouvoir de résolution de votre instrument.

 

Utilisez un grossissement d'au moins 2x le diamètre du télescope en mm pour ce test.

 

Voici une liste d'étoiles doubles utilisables en été pour tester votre instrument :

 

etoiles doubles

 

Ces étoiles doubles ont été choisies pour être assez haut pour limiter la turbulence, avoir une séparation (Rho) qui s'étale de 0.3 à 2.6 secondes d'arc, donc accessible à tous les instruments et surtout un écart de luminosité inférieur à 0.5 magnitude pour que la mesure ne soit pas influencée par l'écart de luminosité.

 

Voici une série d'images pour visualiser ce que vous verrez :

 

img doubles

 

La première image montre la vision que l'on a lorsqu'on est loin de la résolution de l’instrument. Les 2 étoiles sont facilement séparées.

 

La seconde image monte la vision que l'on a lorsqu'on est au pouvoir de résolution théorique de l'instrument si tout est parfait. Si l'instrument a beaucoup de défauts, la limite de résolution sera moins bonne.

 

Les 2 dernières images montrent la vision d'étoiles de plus en plus serrées.

 

J'ai testé ma NP127 avec cette méthode, son pouvoir de résolution théorique est de 0.94" d'arc. Les étoiles jusqu'à 11" étaient séparées nettement sans soucis. A 1" les 2 étoiles étaient toujours séparées mais il a fallu que je grossisse un peu plus pour ne pas hésiter lors de la mesure. A 09" les 2 étoiles étaient encore séparées sans problème même si les étoiles se touchaient. A 0.7" j'obtenais une étoile allongée ( facteur d'environ 1/1.5) visible sans aucun doute. En dessous, il devenait plus difficile de garantir la mesure. 

 

Pour information, j'ai utilisé un Nagler 3.5 soit 188 de grossissement pour les séparations supérieures à 1.6", puis un Nagler 2.5 jusqu'à 0.9" ( G=264X=). En dessous j'ai utilisé un Nagler 2.5+Powermate 2X soit 376X de grossissement.