Remise en service de l'observatoire du club Les Céphéides au collège Dunant

Soirée du mercredi 2 août

Améliorer l'alignement polaire

Le premier travail consistait à améliorer l'alignement polaire de la monture équatoriale (LX200 sur table équatoriale). La méthode choisie est celle qui consiste à placer le tube optique dans la vraie déclinaison +90° de la monture (celle qui se manifeste par la seule rotation sur elle-même de l'image obtenue dans l'oculaire quand l'AD est libre), puis d'utiliser le tube optique principal pour pointer directement le pôle nord céleste en se repérant visuellement aux étoiles, comme s'il s'agissait d'un viseur polaire à très fort grossissement. Eventuellement ensuite, utiliser une caméra pour mesurer et corriger l'erreur résiduelle à partir d'un calcul sur les coordonnées des étoiles en pixels. Sachant que même avec cette technique de haute précision, un alignement polaire à quelques secondes d'angle près serait illusoire, en raison des variations de flexion de la fourche (on lit au moins 2 ou 3 minutes sur internet) selon sa position et le poids des accessoires installés.

Au préalable, nous faisons l'impasse sur l'horizontalité de la table équatoriale. D'après son niveau à bulle intégré, elle semble très insatisfaisante. Visuellement, il semblerait de l'horizalité ait été ajustée par 3 cales, mais l'une n'est pas visible, et la position de la bulle du niveau pourrait faire penser que c'est elle qui est manquante, ou à minima d'épaisseur insuffisante. Toutefois, corriger ce problème nécessiterait un démontage total de l'instrument, dont je ne prendrais pas la responsabilité.

En pratique, la première étape montre déjà des limites : il est très difficile de trouver un point neutre de la déclinaison. En effet, le tube optique ne pointe pas exactement dans l'axe de la fourche, son orientation était décalée de quelques minutes d'angle vers la droite, quand la fourche était placée à l'horizontal, ce qu'il est impossible de corriger en ajustant la déclinaison qui ne permet qu'un mouvement haut-bas. Il n'existe donc pas de position en déclinaison où l'ensemble du champ tourne sur lui-même ; il faut se contenter de chercher une position dans laquelle le champ tourne autour d'un point imaginaire décalé sur le côté, mais tant que faire se peut à mi-hauteur. Mais l'exercice s'avère en pratique particulièrement difficile, je tente de faire au mieux, mais je ne peux pas prétendre à un positionnement à la minute d'angle près sur la déclinaison +90°.

Je colle un ruban bleu sur le cadran de déclinaison (complètement déréglé) qui permettra de remettre facilement à l'avenir le tube en position polaire.

L'étape suivante démarre bien, puisque je parviens immédiatement à visualiser les groupes d'étoiles autour du pôle céleste tels qu'ils avaient été identifiés lors du travail préparatoire. Même l'étoile de magnitude 13 est visible, malgré les lumières de Royan et de la Lune, ce qui permet d'imaginer assez précisément la position du pôle céleste dans l'oculaire. Mais là encore, la limite sera mécanique. Si la table équatoriale possède son propre réglage de latitude, suffisamment précis, il n'y a en revanche aucun réglage fin en azimut. Le seul moyen de régler l'azimut est de desserrer les vis de fixation de l'ensemble de l'instrument sur la colonne avec une clé, puis de les resserrer sur la position voulue. Ce dernier geste modifiant de quelques minutes d'angle la position choisie, laborieusement déjà car il est délicat d'ajuster à pleine main une masse aussi lourde avec une précision d'une minute d'angle.

Je renonce à la dernière étape, car il ne sera pas possible sur une caméra de régler l'azimut à quelques pixels près en raison de cette limite mécanique.

Une fois la monture en station, il faut l'aligner informatiquement. La procédure me paraît obscure et illogique, par exemple dans le fait de devoir pointer l'étoile polaire pour démarrer une mise en service censée être précise. Après avoir pointé l'étoile polaire et Altair, la monture est en service, en espérant tout de même que la précision de l'alignement polaire compense la partie informatique, pour le moins sommaire, de la mise en station.

Test des performances sur NGC7662

La monture pointe de façon satisfaisante la planète Saturne en visuel, puis une étoile. Nous installons la caméra d'Etienne et faisons la mise au point sur cette étoile avec le masque de Bahtinov que j'ai fabriqué. Puis nous retrouvons Saturne sans trop de difficultés, malgré le champ très restreint de la caméra. Etienne prend quelques films, mais en raison de la turbulence, Saturne étant déjà très basse, l'image est peu probante. Pour la monture le test est passé haut la main, il est temps de passer à la vitesse supérieure.

Nous installons ma caméra CCD couleur, la vieille SXV-M7C, sans barlow ni réducteur, et faisons la mise au point sur une étoile. La cible choisie est la nébuleuse planétaire de la Boule de neige bleue (NGC7662). C'est une nébuleuse de très petite taille, ce qui rend difficile son observation visuelle, mais qui est assez brillante.

Le GoTo sur l'objet le fait apparaître immédiatement en bordure de champ, soit une erreur de pointage de 2 minutes d'angle, ce qui est extrêmement bon pour une LX200. A titre de comparaison, le manuel des montures CGEM de Celestron annonce une marge d'erreur 3 fois plus importante (6') pour le pointage GoTo.

L'échantillonnage est d'environ 0,5 secondes par pixel. Le temps de pose unitaire est fixé à 18 secondes après quelques rapides essais.

Nous prenons 87 images brutes. Lors du traitement, on constate que :
* 50% des images brutes sont inexploitables.
* 25% des images brutes sont acceptables (peuvent être conservées malgré de petites imperfections normales dans ces conditions).
* 25% des images brutes sont à peu près parfaites (suivi exceptionnel au regard des contraintes).
Cette répartition est satisfaisante pour des poses de cette durée sans autoguidage à 3550mm de focale avec ce type de mécanique.

En 29 minutes de travail, le décalage global de l'image atteint seulement 39 secondes d'angle, soit un petit diamètre apparent de Jupiter.
A ce rythme, il faut 45 minutes de temps pour une erreur de suivi de 1 minute d'angle, ce qui constitue une très bonne performance.
L'orientation de ce décalage semble être très approximativement à 45° de l'axe d'AD visible par l'erreur périodique sur les images brutes les plus mauvaises, ce qui laisse penser que la responsabilité de l'erreur moyenne du suivi se répartit de façon à peu près égale entre la vitesse de suivi en AD et l'alignement polaire.

Voici donc maintenant, l'image prise de NGC7662 :

NGC7662

A titre de comparaison, voici la photo de NGC7662 que j'ai prise il y a 2 ans avec mon C8 EdgeHD CGEM. Même rapport d'ouverture, mais est informatiquement agrandie à 150% :

NGC7662

Conclusion : Même si on voit à la forme des étoiles que le suivi n'est pas parfait, le résultat reste excellent pour ce type de photo.
On voit aussi que la comparaison est sans appel avec le C8. La supériorité mécanique et optique de l'observatoire à poste fixe sur l'instrument itinérant est écransante.
Les performances proposées par la monture sont conformes à ce qu'on peut attendre d'une LX200 à poste fixe de cette taille, voire un peu mieux.

Test des performances sur M57

M57 est un objet plus connu du grand public, qui permet à un plus large public de comparer visuel et photo.

Le temps de pose est toujours de 18 secondes, de façon à ne faire qu'une série de darks.

Cette fois-ci le GoTo a placé l'objet légèrement hors-champ, et nous mettons un certain temps à le retrouver en utilisant le chercheur et notre mémoire des cartes du ciel. En raison du champ très petit, cela ne constitue pas nécessairement une erreur anormale de la part de la monture.

Les performances mesurées sont très paradoxales au regard des résultats qui précèdent.
Pour ce qui est de l'erreur moyenne, elle est plus que doublée : 1'12" en 25 minutes de temps !
L'angle entre la dérive et l'AD est beaucoup plus serré, ce qui désigne la vitesse de suivi en AD comme responsable de cette plus grande dérive, plutôt que l'alignement polaire.

Cette erreur se construit toutefois de façon très irrégulière, lors de deux périodes de crise.
Lors de la seconde, l'erreur atteint 18" en moins de 82 secondes de temps, soit plus de 10 fois le rythme moyen de décalage mesuré sur NGC7662.
Mais en raison de ce caractère irrégulier, cette très mauvaise performance moyenne n'empêche pas une meilleure répartition. Sur 76 images brutes :
* 50% des images brutes sont inexploitables.
* 15% des images brutes sont acceptables (peuvent être conservées malgré de petites imperfections normales dans ces conditions).
* 35% des images brutes sont à peu près parfaites (suivi exceptionnel au regard des contraintes).
Donc sur le plan strictement pratique, pour ce type de photo, la performance demeure tout à fait satisfaisante.

Il n'a pas été tenu compte ici de la mauvaise transparence du ciel (des nuages ont transité tout près de la zone photographiée), qui conduira à éliminer 5 images correctement suivies. Le temps de pose total conservé tombera donc à moins de 10 minutes, ce qui est grandement insuffisant pour pouvoir retraiter correctement les images. Pour autant, le résultat final reste prometteur :

M57

A titre de comparaison, voici la photo de M57 que j'ai prise il y a 2 ans avec mon C8 EdgeHD CGEM. Même rapport d'ouverture.

M57

Conclusion : Là aussi, on voit que sur le plan mécanique l'observatoire à poste fixe l'emporte haut la main sur l'instrument itinérant.
Sur le plan optique, l'écart est moins flagrant. L'observatoire ayant subi une mauvaise transparence du ciel, et étant davantage pénalisé par la turbulence du fait de sa puissance, alors que le C8 a bénéficé d'un temps de pose nettement plus long (26 minutes), n'a pas été en situation de proposer beaucoup plus de détails que ceux visibles sur l'image au C8, bien que le résultat demeure très satisfaisant.

Bilan

On a vu qu'un temps de pose de 18 secondes à 3550mm de focale sans autoguidage était possible, avec un taux de conservation de 50%.
Les images sélectionnées sont très bonnes, donc même avec des pixels plus petits, un temps de poses de 18 secondes aurait donné à peu près le même taux de conservation.
Des poses excellentes alternent fréquemment avec des poses très mauvaises, donc un temps de pose plus long sans autoguidage fera tomber très vite le taux de conservation, et ce même avec un réducteur de focale.