Mise en station d'une monture
Il existe deux types de mise en station:
1 La mise en station permettant d'effectuer des observations visuelles
2 La mise en station permettant d'effectuer de l'astrophotographie.
Nous allons vite comprendre la différence entre ces deux types de mise en station.Pour chacune des mises en station, il existe plusieurs variantes. Nous ne pourrons pas toutes les passer en revue.
Astrophotographie
En astronomie, les objets à photographier sont très souvent de faible source de lumière, ce qui nécessite des temps d'intégration relativement long.
Durant cette opération, le support photographique, qu'il soit argentique ou électronique ( CCD ) enregistrant le flux de photon est en permanence exposée. Si notre mise en station n'est pas parfaite, il va très vite falloir compenser la dérive de l'optique par rapport à l'objet à photographier sous peine d'obtenir non plus un objet punctiforme, mais rapidement une traînée lumineuse.
Cette dérive est proportionnelle à la focale de l'instrument et aux erreurs de mise en station. Il existe de nombreuses méthodes permettant d'effectuer de bonnes mises en station, mais elles sont relativement longues. L'astronome Bigourdan a imaginé en 1893 l'une des méthodes qui porte son nom.
Mais les mises en station permettant de pratiquer l'astrophotographie seront développées ultérieurement quand nous commencerons à pratiquer ce type de discipline.
Visuelle
Avant toutes choses, un bref rappel sur les principaux types de monture que l'on trouve dans le commerce. Il existe :
Les montures équatoriales Allemandes avec viseur polaire
Les montures équatoriales Allemandes
Les montures équatoriales à fourche
Les montures altazimutales ( cas particulier ) Ex Dobson
Et d'autres montures convenant plus pour des postes d'observation fixes
But à atteindre lors d'une mise en station .
Qui n'a jamais rêvé un jour pouvoir arrêter la rotation de la terre afin d'observer tranquillement sans avoir à recentrer sans cesse l'objet dans le champ de l'oculaire ?
C'est justement le but d'une bonne mise en station, dégager l'observateur de ces maudites corrections.
Ce que nous rechercherons au cours de cette opération, c'est de faire correspondre le plus précisément possible l'axe du mouvement horaire de notre monture avec l'axe de rotation de la terre ( ou l'axe du monde ).
En effet la terre faisant un tour sur elle même en 23h56'04'' ( rotation sidérale ), elle entraîne dans sa course tous les objets du ciel qui eux sont quasiment immobiles par rapport a l'observateur. Compte tenu des dimensions de l'univers, nous avons le droit de nous prendre pour le centre du monde (nous considérerons que l'axe de rotation de la terre passe par la position de l'observateur).
Dés votre arrivée sur le terrain d'observation, repérez un endroit le plus plat possible avec l'horizon le plus libre possible au Sud, et vers la Polaire. Déballez soigneusement et délicatement votre matériel sur votre lieu d'observation.
Si votre terrain n'est pas vraiment stable ( gazon, terre battue, … ) vous pouvez disposer sous les pieds de votre monture, des plaques de métal inox de 10*10 cm ( ou autres matériaux inoxydable ) au centre desquelles vous aurez au préalable fraisé un petit trou de 1 cm de diamètre, ceci afin que les pieds de votre monture ne puissent s'enfoncer dans le sol au cours de votre nuit d'observation, ce qui conduirait inévitablement à un défaut de mise en station.
Vous devez ensuite procéder à un équilibrage de votre instrument:
Position du tube et contrepoids (pour les montures équatoriales Allemandes), sans cette précaution, vous risquez de faire souffrir inutilement les pignons .
Quelque soit le type de monture équatoriale, pour qu'elle soit efficace, elle devra répondre aux critère suivants :
Dés votre arrivée sur le terrain d'observation, repérez un endroit le plus plat possible avec l'horizon le plus libre possible au Sud, et vers la Polaire. Déballez soigneusement et délicatement votre matériel sur votre lieu d'observation.
Si votre terrain n'est pas vraiment stable ( gazon, terre battue, … ) vous pouvez disposer sous les pieds de votre monture, des plaques de métal inox de 10*10 cm ( ou autres matériaux inoxydable ) au centre desquelles vous aurez au préalable fraisé un petit trou de 1 cm de diamètre, ceci afin que les pieds de votre monture ne puissent s'enfoncer dans le sol au cours de votre nuit d'observation, ce qui conduirait inévitablement à un défaut de mise en station.
Vous devez ensuite procéder à un équilibrage de votre instrument:
Position du tube et contrepoids (pour les montures équatoriales Allemandes), sans cette précaution, vous risquez de faire souffrir inutilement les pignons .
Quelque soit le type de monture équatoriale, pour qu'elle soit efficace, elle devra répondre aux critère suivants :
- Rigidité, Stabilité, Maniabilité -
Attention au piège de la réfraction atmosphérique
Il faut avoir en permanence à l'esprit que l'atmosphère est un milieu réfringent, donc qui dévie les rayons lumineux. De plus cette déviation n'est pas constante elle varie en fonction :
Il faut avoir en permanence à l'esprit que l'atmosphère est un milieu réfringent, donc qui dévie les rayons lumineux. De plus cette déviation n'est pas constante elle varie en fonction :
Des masses d'air en mouvement,
de leur températures,
de la pression atmosphérique,
de la hauteur de l'astre sur l'horizon,
Voici un petit croquis simplifiant le phénomène.
de leur températures,
de la pression atmosphérique,
de la hauteur de l'astre sur l'horizon,
Voici un petit croquis simplifiant le phénomène.
Les rayons lumineux provenant du vide et entrant dans l'atmosphère sont déviés dans le sens des indices de réfraction croissants. L'angle ROA est l'angle de réfraction dirigée vers le zénith pour le bord inférieur du Soleil ou de la Lune. Le bord supérieur ne subissant pas la même réfraction, le Soleil ou la Lune nous paraissent "aplatis".
Pour un observateur la réfraction atmosphérique se manifeste par une élévation vers le zénith (la verticale du lieu d'observation) de la direction apparente de l'astre; il n'y a aucune déviation dans le sens horizontal, c'est à dire en azimut (si on considère que l'indice en un point ne varie, avec la position de ce point, qu'en fonction de son altitude). De sorte que l'on voit toujours un astre plus haut qu'il ne l'est véritablement.
Cette élévation mesurable par un angle r (appelé angle de réfraction atmosphérique) s'accroît avec la distance angulaire du zénith à l'astre (distance zénithale z). Cet angle de réfraction est nul au zénith, de 1' (minute de degrés : 1 /60) à 45 ° de hauteur apparente au-dessus de l'horizon, et, d'environ 36' (supérieur au diamètre apparent du Soleil et de la Lune) à l'horizon. De plus il ne varie pas de manière linéaire avec la distance zénithale mais approximativement en tan z si z est inférieure à 75 °. A son lever et coucher, on observe donc le Soleil en forme de ballon de rugby alors qu'il est géométriquement couché. Ajoutons que les valeurs ci-dessus varient légèrement avec la pression, la température (elles sont ici pour 0° C et 1000 mb), et la longueur d'onde considérée. Ceci entraîne une irisation de l'image d'un astre dans le sens vertical. L'image rouge est plus proche de l'horizon, l'image bleue est plus proche du zénith. On peut observer le phénomène sur des images planétaires (bord de l'anneau de Saturne actuellement, quand elle est proche de l'horizon).
Pour un observateur la réfraction atmosphérique se manifeste par une élévation vers le zénith (la verticale du lieu d'observation) de la direction apparente de l'astre; il n'y a aucune déviation dans le sens horizontal, c'est à dire en azimut (si on considère que l'indice en un point ne varie, avec la position de ce point, qu'en fonction de son altitude). De sorte que l'on voit toujours un astre plus haut qu'il ne l'est véritablement.
Cette élévation mesurable par un angle r (appelé angle de réfraction atmosphérique) s'accroît avec la distance angulaire du zénith à l'astre (distance zénithale z). Cet angle de réfraction est nul au zénith, de 1' (minute de degrés : 1 /60) à 45 ° de hauteur apparente au-dessus de l'horizon, et, d'environ 36' (supérieur au diamètre apparent du Soleil et de la Lune) à l'horizon. De plus il ne varie pas de manière linéaire avec la distance zénithale mais approximativement en tan z si z est inférieure à 75 °. A son lever et coucher, on observe donc le Soleil en forme de ballon de rugby alors qu'il est géométriquement couché. Ajoutons que les valeurs ci-dessus varient légèrement avec la pression, la température (elles sont ici pour 0° C et 1000 mb), et la longueur d'onde considérée. Ceci entraîne une irisation de l'image d'un astre dans le sens vertical. L'image rouge est plus proche de l'horizon, l'image bleue est plus proche du zénith. On peut observer le phénomène sur des images planétaires (bord de l'anneau de Saturne actuellement, quand elle est proche de l'horizon).
Si vous disposez d'une monture munie d'un viseur polaire,
La mise en station est quasiment finie, il ne vous reste plus qu'à amener la Polaire sur le cercle concentrique de votre viseur, en fonction du temps sidéral.
Mais n'oubliez pas de mettre à niveau la base de votre monture en suivant les conseils du chapitre suivant, ainsi que le réglage de la latitude de votre lieux d'observation.
La mise en station est quasiment finie, il ne vous reste plus qu'à amener la Polaire sur le cercle concentrique de votre viseur, en fonction du temps sidéral.
Mais n'oubliez pas de mettre à niveau la base de votre monture en suivant les conseils du chapitre suivant, ainsi que le réglage de la latitude de votre lieux d'observation.
Si vous ne disposez pas de viseur polaire
Ces quelques préliminaires correctement effectués, vous pouvez alors commencer la mise en station de votre optique.
Premier point, il faut que la base de votre monture soit parfaitement horizontale . Pour cette étape si votre monture ne dispose pas niveau circulaire à bulle centrale, vous pouvez vous confectionner une planchette munie d'un tel niveau que vous placerez sur le haut de votre monture,
Préréglez l'inclinaison de l'axe alpha en fonction de la latitude de votre lieu d'observation
Pour faciliter le réglage en inclinaison de l'axe des alpha, vous pouvez vous confectionner un gabarit en bois convenant à votre monture.
Repérez l'étoile polaire ( en utilisant les alignement remarquables ) et dirigez l'axe des ascensions droite de votre instrument dans cette direction.
Si vous procédez à une mise en station de jour vous pouvez utiliser les éphémérides du soleil afin de déterminer l'instant de son passage au méridien, ce qui vous donnera la direction du nord ( évidemment ceci sous entend que votre monture est quasiment prête a fonctionner, aux alentours de 13h00 en hiver ou 14h00 en été )
Le frein de l'axe des déclinaisons étant bloqué sur 90°, tournez l'ensemble de la monture pour orienter le tube vers la Polaire, amenez la Polaire au centre du champ de votre oculaire.
Tel quel, votre instrument est en station approchée et peu suivre un objet durant une dizaine de minutes avec un grossissement de 70 à 100 fois, sans dérive en déclinaison, ce qui est amplement suffisant pour une observation visuelle.
Repérez l'étoile polaire ( en utilisant les alignement remarquables ) et dirigez l'axe des ascensions droite de votre instrument dans cette direction.
Si vous procédez à une mise en station de jour vous pouvez utiliser les éphémérides du soleil afin de déterminer l'instant de son passage au méridien, ce qui vous donnera la direction du nord ( évidemment ceci sous entend que votre monture est quasiment prête a fonctionner, aux alentours de 13h00 en hiver ou 14h00 en été )
Le frein de l'axe des déclinaisons étant bloqué sur 90°, tournez l'ensemble de la monture pour orienter le tube vers la Polaire, amenez la Polaire au centre du champ de votre oculaire.
Tel quel, votre instrument est en station approchée et peu suivre un objet durant une dizaine de minutes avec un grossissement de 70 à 100 fois, sans dérive en déclinaison, ce qui est amplement suffisant pour une observation visuelle.
Cette méthode est dite méthode approchée car tout réside dans le fait que la Polaire n'est pas située sur l'axe du monde, mais a 49 minutes d'arc comme le montre la figure ci dessous
Avec un peu de pratique et en fonction du champ de votre oculaire, vous pourrez vous rapprocher encore un peu plus du pôle nord céleste
En résumé, il faut dix minutes pour monter votre instrument, cinq autres pour réaliser cette mise en station. En un quart d'heure votre télescope est prêt et le spectacle peut commencer.
Avec un peu de pratique et en fonction du champ de votre oculaire, vous pourrez vous rapprocher encore un peu plus du pôle nord céleste
En résumé, il faut dix minutes pour monter votre instrument, cinq autres pour réaliser cette mise en station. En un quart d'heure votre télescope est prêt et le spectacle peut commencer.
Comment pointer un objet invisible, à l'aide de ces coordonnées équatoriales ?
Les montures équatoriales qui se respectent, possèdent toutes des cercles gradués plus ou moins précis.
Un cercle sur l'axe horaire ( ou l'axe du monde ou axe des Alpha ou encore Ascension Droite ), et un cercle sur l'axe des déclinaisons ( ou axe Delta ).
Pour le pôle Nord, le cercle Alpha est gradué en heure et minute, dans le sens direct ( sens trigonométrie ou sans inverse des aiguilles d'une montre ). Il est mobile sur son axe et permet d'afficher les angles horaires équivalents à nos longitudes terrestres. Le cercle des déclinaisons est fixe sur son axe et permet d'indiquer l'angle d'un astre au nord ou au sud de l'équateur céleste ( Angle positif au Nord de l'équateur, et négatif au Sud )
Vous désirez pointer la nébuleuse M27 (Dumb bell), votre atlas ou votre logiciel de cartographie vous indique :
Alpha = 19h57' et Delta = +22°35'.
En fait M27 se trouve assez proche de l'étoile Altaïr dans la constellation de l'Aigle dont les coordonnées sont :
Alpha = 19h48 mn et Delta = +8°44' .
Comme Altaïr est très brillante, et qu'elle fait partie du triangle de l'été très facilement repérable, c'est elle qui va nous servir à trouver M27.
- Pointez Altaïr et amenez-la au centre de votre oculaire assez puissant, bloquez doucement les freins des deux axes.
- Tournez à la main l'axe des Alpha jusqu'à ce que l'index indique l'angle horaire d'Altaïr.
- Débloquez maintenant le frein de l'axe des ascensions droites, pivotez l'instrument est amenez face à l'index la coordonnée Alpha de M27.
- Bloquez le frein des alpha puis débrayez celui de déclinaison pour amener directement le tube à +22°35'.
Normalement si je n'ai pas été trop mauvais dans mes explications, vous devriez avoir M27 pas loin du centre du champ de votre oculaire. Faites vites tout de même, car la terre dans sa rotation, n'attend personne.
Lorsque l'index des ascensions droites indique 0h00min, vous pointez dans la direction du point Vernal ( évidemment ce n'est pas un objet visible mais l'origines des ascensions droites ). Ce point vernal, matérialise dans l'espace l'intersection de l'écliptique et de l'équateur céleste
L'index fixe de votre monture côté Sud indique l'heure sidérale du moment de l'observation.
Il faut préciser que cette valeur n'est satisfaisante que si votre mise en station est excellente.
Pour les possesseurs de monture altazimutale
Les montures azimutales sont fort simples, et généralement très solides, mais ne conviennent guère en astrophotographie.
La motorisation d'un tel type de monture n'est pas à la portée de tout le monde, car pour suivre un objet, il convient d'agir simultanément sur les deux axes. De plus le mouvement intrinsèque de chacun des axes, n'est pas constant tout au long de la poursuite d'un objet.
Attention, le zéro des azimuts est conventionnellement fixé au Sud pour les astronomes, mais il est arbitrairement fixé au Nord pour les marins.
Malheureusement, certains éphémérides ou logiciels ne respectant pas ces conventions, il faut toujours bien vérifier avant.
Les coordonnées altazimutales sont les plus faciles à employer, mais lors des observations, il se produit un phénomène dit de " Rotation de champ " dont il faut tenir compte lors de longues études du même objet.
Une fois votre trépieds correctement horizontal, vous devez vérifier que l'axe des hauteurs soit parfaitement normal à l'axe des azimuts. Pour ce faire, pointez une étoile au zénith, bloquez le frein de l'axe des altitudes, et balayez les azimuts de 0 à 360 °, l'étoile ainsi pointée doit rester au centre du champ.
Les montures équatoriales qui se respectent, possèdent toutes des cercles gradués plus ou moins précis.
Un cercle sur l'axe horaire ( ou l'axe du monde ou axe des Alpha ou encore Ascension Droite ), et un cercle sur l'axe des déclinaisons ( ou axe Delta ).
Pour le pôle Nord, le cercle Alpha est gradué en heure et minute, dans le sens direct ( sens trigonométrie ou sans inverse des aiguilles d'une montre ). Il est mobile sur son axe et permet d'afficher les angles horaires équivalents à nos longitudes terrestres. Le cercle des déclinaisons est fixe sur son axe et permet d'indiquer l'angle d'un astre au nord ou au sud de l'équateur céleste ( Angle positif au Nord de l'équateur, et négatif au Sud )
Vous désirez pointer la nébuleuse M27 (Dumb bell), votre atlas ou votre logiciel de cartographie vous indique :
Alpha = 19h57' et Delta = +22°35'.
En fait M27 se trouve assez proche de l'étoile Altaïr dans la constellation de l'Aigle dont les coordonnées sont :
Alpha = 19h48 mn et Delta = +8°44' .
Comme Altaïr est très brillante, et qu'elle fait partie du triangle de l'été très facilement repérable, c'est elle qui va nous servir à trouver M27.
- Pointez Altaïr et amenez-la au centre de votre oculaire assez puissant, bloquez doucement les freins des deux axes.
- Tournez à la main l'axe des Alpha jusqu'à ce que l'index indique l'angle horaire d'Altaïr.
- Débloquez maintenant le frein de l'axe des ascensions droites, pivotez l'instrument est amenez face à l'index la coordonnée Alpha de M27.
- Bloquez le frein des alpha puis débrayez celui de déclinaison pour amener directement le tube à +22°35'.
Normalement si je n'ai pas été trop mauvais dans mes explications, vous devriez avoir M27 pas loin du centre du champ de votre oculaire. Faites vites tout de même, car la terre dans sa rotation, n'attend personne.
Lorsque l'index des ascensions droites indique 0h00min, vous pointez dans la direction du point Vernal ( évidemment ce n'est pas un objet visible mais l'origines des ascensions droites ). Ce point vernal, matérialise dans l'espace l'intersection de l'écliptique et de l'équateur céleste
L'index fixe de votre monture côté Sud indique l'heure sidérale du moment de l'observation.
Il faut préciser que cette valeur n'est satisfaisante que si votre mise en station est excellente.
Pour les possesseurs de monture altazimutale
Les montures azimutales sont fort simples, et généralement très solides, mais ne conviennent guère en astrophotographie.
La motorisation d'un tel type de monture n'est pas à la portée de tout le monde, car pour suivre un objet, il convient d'agir simultanément sur les deux axes. De plus le mouvement intrinsèque de chacun des axes, n'est pas constant tout au long de la poursuite d'un objet.
Attention, le zéro des azimuts est conventionnellement fixé au Sud pour les astronomes, mais il est arbitrairement fixé au Nord pour les marins.
Malheureusement, certains éphémérides ou logiciels ne respectant pas ces conventions, il faut toujours bien vérifier avant.
Les coordonnées altazimutales sont les plus faciles à employer, mais lors des observations, il se produit un phénomène dit de " Rotation de champ " dont il faut tenir compte lors de longues études du même objet.
Une fois votre trépieds correctement horizontal, vous devez vérifier que l'axe des hauteurs soit parfaitement normal à l'axe des azimuts. Pour ce faire, pointez une étoile au zénith, bloquez le frein de l'axe des altitudes, et balayez les azimuts de 0 à 360 °, l'étoile ainsi pointée doit rester au centre du champ.
Document pas a pas
Réglage du viseur polaire et mise en station d'une monture Equatoriale réalisé par le Club d'Astronomie Quasar 95
Réglage du viseur polaire et mise en station d'une monture Equatoriale réalisé par le Club d'Astronomie Quasar 95
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