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Cram

Quel grossissement maximum avec un APN

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Bonjour,

 

Je me posais deux questions que je vous soumet ici :

 

1/ Quel grossissement maximum je peux obtenir avec mon instrument et un APN ?

 

J'ai lu quelque part que le grossissement maximum utile que l'on pouvait obtenir avec un instrument était environs 2 fois le diamètre. C'est a dire qu'avec mon 150/750 je peux aller jusqu’à un grossissement de 300x. Hors pour calculer le grossissement c'est la longueur focale de l'instrument divisé par la focale de l'oculaire. Dans mon cas, ca revient à utiliser un oculaire de 5mm ou un oculaire de 10mm avec une barlow x2 (tient c'est marrant c'est ce qui est livré de base avec ;)) J'ai bon ?

 

Mais quand on a pas d’oculaire, comment détermine t on le maximum ? Si je met une barlow x2 ca sert a quelque chose ? (mon expérience semble me dire que oui) Mais ou s'arreter ? x3 ? x4 ? x10 ?

 

2/ En quoi le diamètre de l'instrument influence la quantité de détails que je peux obtenir ?

 

Pardonnez mon ignorance mais je viens de la photo "classique" et avec mes objectifs, que je ferme a f5, f8 ou f16, j'ai la même quantité de détails dans mon image. La quantité de lumière qui rentre n'est pas la même et la profondeur de champ varie pas mal (sauf qu'en mise au point à l'infini on s'en fout de la profondeur de champs). Mais je n'ai pas des photos plus piquées quelle que soit l'ouverture utilisée. Sauf bien sur aux ouvertures extrêmes à cause des aberrations optiques que ca produit, mais ca c'est autre chose.

 

Cela dit, j'ai lu à plusieurs reprises, qu'un instrument de plus grand diamètre permet de capturer des détails plus fins sur l'objet qu'on photographie. L'ayant lu à plusieurs reprises sur des sources qui semblaient relativement fiable j'ai tendance à y croire. Seulement je ne comprends pas pourquoi. Quelqu'un saurait m'expliquer pourquoi ?

 

Merci à tous pour vos lumières.

 

 

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Salut et bienvenue.

 

La notion de grossissement ne vaut qu'en visuel. Pour cela effectivement on divise la focale de l'instrument par celle de l'oculaire. Le grossissement maximum utile dépend beaucoup de la qualité optique, mais en moyenne sur une optique correcte, on dépasse rarement 2,5x le diamètre.

 

En imagerie c'est différent. On ne parle plus de grossissement mais de grandissement, surtout en planétaire où l'on a besoin de pas mal de focale pour résoudre les détails les plus fins (Lune, planètes, Soleil, etc..).

En planétaire on va donc soit ajouter une Barlow entre l'instrument et le capteur imageur (APN ou caméra), soit un oculaire à l'intérieur d'un tube d'extension.

Le grandissement est déterminé par la focale de l'instrument, le facteur multiplicateur de la Barlow et le tirage utilisé entre la Barlow et le capteur.

 

Le diamètre d'une optique détermine la résolution maximum de celle-ci (en astro, l'écartement minimum de 2 étoiles que pourra résoudre l'instrument)

Tu trouveras toutes les formules de calcul ici : http://www.astrosurf.com/agerard/quesako/formules_optiques.html

 

Donc oui, si tu diaphragmes une optique, quelle qu'elle soit, tu vas forcément en limiter sa résolution.

En terrestre ça sera plus difficile à mettre en évidence, pour ça on utilise des mires (on exprime généralement la résolution en terrestre d'un objectif en paires de lignes par mm d'une mire, tu as déjà dû lire ceci).

 

Un objectif de 300mm de focale, ouvert à 2.8 par exemple, possède une lentille frontale de 300/2.8 = 107mm

Si tu diaphragmes cet objectif à F/32 par exemple (pour montrer les extrêmes), tu en réduis son diamètre à 300/32 = 9.3mm :)

Photographie une mire avec ces 2 ouvertures, tu verras que la résolution sur la mire n'est plus la même du tout (en nombre de paires de lignes par mm). 

 

En astro, c'est la même chose, les lois de l'optique sont les mêmes.

Un instrument de 150mm de diamètre ne résoudra pas les mêmes détails, et ne séparera pas des couples d'étoiles serrés, alors qu'un instrument de 300mm le permettra.

Sur la Lune, ça se traduira pas des cratères visibles plus petits. Sur Jupiter, par la visibilité ou pas des festons ou de la tâche rouge par exemple, etc..

La résolution de ton télescope est de 120/D = 120/150 = 0,8 seconde d'arc.

Sur la Lune ça se traduit par la résolution d'un cratère de ?

- Sachant que la Lune fait 3474km de diamètre et qu'elle présente un angle visible d'environ 30 minutes d'arc (soient 1800 secondes d'arc),

- une résolution de 0,8 seconde d'arc donne la résolution d'un cratère sur la Lune de (0.8/1800 x 3474) = 1,5 kilomètre

 

Maintenant, en ce qui concerne la focale.

En photo, cette focale va conditionner ce qu'on appelle l'échantillonnage.

Selon les critères de Nyquist/Shannon (je te laisse chercher sur Gogole !), pour résoudre un détail en photo de xx secondes d'arc, il faut échantillonner entre 2 et 3 fois ce détail, afin que celui-ci se retrouve contenu dans plusieurs pixels (entre 4 et 9 pixels donc selon cet échantillonnage).

La formule de l'échantillonnage est E = 206 x P / F (avec échantillonnage en secondes d'arc, P la taille des pixels de l'APN/caméra, et F la focale en mm).

Avec un APN possédant des pixels de 6,22µ par exemple (ton 5DIII) et ton télescope, ça va donner :

E = 206 x 6.22 / 750 = 1.7 seconde d'arc.

Chaque pixel du capteur contiendra donc un détail de 1.7 seconde d'arc.

Mais, comme vu au-dessus, il faut que ce détail soit contenu dans 4 pixels minimum pour être vu clairement, ton image finale résoudra des détails de 3.4 secondes d'arc au mieux (et donc cette fois un cratère de 6,5km sur la Lune).

Sachant que la résolution de ton télescope est de 120/D = 0,8 seconde d'arc, tu vois donc que la focale est trop faible pour faire apparaître les plus faibles détails qui lui sont accessibles.

Il faut donc lui adjoindre une Barlow (en planétaire j'entends, en ciel profond c'est encore différent).

Je te laisse faire le calcul de la Barlow nécessaire, tu as tous les éléments en main :)

 

Tout ceci ça reste de la théorie, car en pratique, il y a un facteur bien plus important que tout ça, c'est la turbulence atmosphérique, qui dicte sa loi (et c'est pas pour rien qu'on envoie les télescopes dans l'espace !!).

Sans compter le défauts de fabrication de tes optiques, la collimation des miroirs, etc...

 

Je m'arrête là, ya tellement à dire :)

  • Merci / Quelle qualité! 1

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Whow

Un grand merci a toi @Colmic . Une réponse détaillée et riche en détails techniques. Je vais mettre un peu de temps à digérer tout ca :)

Mais rapidement, si je prends ta formule, et que je colle un doubleur de focale sur mon 5D avant de le mettre sur le téléscope, j'arrive a :

 

E = 206 x 6.22 / 1500 = 0.85

 

Si je colle mon 80D, qui lui est en aps-c avec une résolution de 6000x4000, ca lui fait donc - avec un capteur de 22.3 x 14.9 - un pixel approximatif de 3.7µm. Ca me donne :

 

E = 206 x 3.6 / 750 = 0.99 Et si je lui colle mon doubleur : E = 206 x 3.6 / 1500 = 0.49

 

Donc si je prends le problème dans l'autre sens, si je veux un échantillonnage du double de la capacité de mon tube (pour profiter au maximum de sa résolution) il me faut une barlow de 2.472 car :

 

E = (206 x 3.6) / (750*2.472) = (206 x 3.6) / 1854 = 0.4

 

Ou avec mon 5D une barlow de 4.271 (aux arrondis prêt)

J'ai donc bien une photo deux fois plus résolu que ce que permet mon tube et du coup je peux - dans un monde théorique parfait et sans atmosphère, je garde bien ca en tete - profiter de la résolution maximum que me propose mon tube ... J'ai bon ?

 

Il se passe quoi si je vais plus loin ? j'aurais simplement une image plus grosse mais floue non ?

 

J'ai une autre question. Ce que je vais dire est peut etre du grand n'importe quoi, alors n'hésite pas à me ramener sur terre et à te moquer copieusement de moi si je part trop loin.

J'avais lu un article - écrit par un journaliste donc tu vois ca part déjà mal ;) - qui expliquait que plusieurs observatoires à travers le monde s'étaient associés pour observer un meme objet. Etant donné leurs éloignement géographique, le fait d'avoir observé le meme objet et d'avoir partagé les images, leurs avaient permis de simuler une observation faite avec un seul instrument dont le diamètre était égale à la plus grande distance entre les observatoires réels. Alors pas la quantité de lumière totale recu, mais le diamètre et donc la résolution maximum. Un peut comme un miroir qui aurait fait le diamètre de la terre mais qui aurait eu sa majeur partie masquée. Exactement comme le miroir secondaire masque une partie du miroir primaire.

 

Ma question est donc la suivante : Si je fait une capture - admettons sur jupiter - et que, une fois faite, je décale mon téléscope de 50cm. Je refais une capture, en combinant les deux captures puis je obtenir plus de détails sur jupiter que ne me l'aurait permise une seule capture, aussi longue soit elle et ainsi simuler un miroir de 50cm de diamètre ?

 

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Pour la première partie, oui tes calculs sont exacts.

Maintenant je vais revenir sur ma dernière phrase, à savoir la turbulence.

Depuis 20 ans maintenant, les amateurs ont trouvé qu'il était efficace de prendre des films vidéo à une très grande cadence d'images en planétaire.

Par exemple on filme avec une caméra vidéo (une webcam à l'époque), cadencée à 50 ou 100 images par seconde pendant plusieurs secondes.

Puis on utilise des logiciels qui vont trier les images, conserver les meilleures (celles qui ont réussi à passer dans les "trous" de turbulence), et empiler celles-ci pour augmenter toujours le rapport signal/bruit.

Ensuite on effectue un traitement par ondelettes ou Richardson-Lucy ou autres pour améliorer la netteté de l'image, et on obtient des images aujourd'hui dignes des grands observatoires il y a 20 ans.

Ces logiciels sont gratuits et développés par des amateurs : Registax, Autostakkert, Iris, etc..

 

Ton APN lui, n'ira jamais à une cadence pareille, à moins d'utiliser son mode vidéo à lui aussi s'il en a un, mais généralement les vidéos des APN sont compressées et on perd pas mal de détails.

Donc en planétaire/lunaire/solaire, on utilise rarement un APN, mais une petite caméra vidéo à grosse cadence d'images.

 

En ciel profond c'est encore différent. Ce qu'on privilégie vu qu'on doit poser longtemps, c'est le maximum de lumière.

Donc un F/D faible, un champ suffisamment grand et un diamètre important pour augmenter le rapport signal/bruit.

Donc en CP on n'utilise pas de Barlow puisqu'on augmente alors la focale donc le F/D.

 

Pour la seconde partie maintenant.

Ca s'appelle l'interférométrie, et on ne fait une image à proprement parler mais on récupère des franges d'interférence qui permettent de reconstituer une image.

Il faut en revanche que les différentes source fonctionnent strictement en même temps, sinon ça ne marche pas.

C'est d'ailleurs sur ce principe qu'a été "photographié" le premier trou noir. A partir de plusieurs observatoires répartis sur la planète, on a reconstitué l'équivalent d'un instrument du diamètre de la Terre, mais en interférométrie uniquement.

Le traitement de ces franges d'interférence prend beaucoup de temps et avec des moyens qui ne sont pas encore à portée des amateurs.

Maintenant si tu bouges ton télescope entre 2 images, ça marche.... pas vraiment :D Mais c'était bien tenté :D

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Je prends bien note de ta remarque concernant les caméras utilisé pour le planétaire.

 

Il se trouve que mon truc a moi c'est plutot le ciel profond. Mais comme j'ai déjà pas mal de matos, je pense que j'essayerais un jour quand meme de me faire jupiter et saturne avec "ce que j'ai sous la main" tout en gardant bien en tête la limite de mon matos. Mais à part jupiter et saturne qui ont l'air super cool à voir, les autres planettes ne me vendent pas du rêve comme peut le faire orion par exemple. Je n'investirais donc pas dans du matériel simplement pour une séance d’essai, pas au début en tous cas. Pour info mes boitiers me permettent quand meme de la vidéo en 1920x1080 en 50i/s pour le 80D et 1280x720 en 50i/s pour le 5D.

 

Si finalement, suite à mes premiers essais, je tombe amoureux et que je décide d'investir, étant donné que j'ai compris comment ca marche et que je sais faire le calcul (grace à toi, merci encore) je pourrais refaire les calculs avec la taille des pixel d'une éventuelle futur caméra ;).

 

Enfin pour le ciel profond si on essaye de faire un objet vraiiiment petit ca peut etre intéressant, occasionnellement,  de monter la longueur focale avec comme conséquence de "fermer le diaphragme". Bon ok il faut, du coup, allonger le temps de pose mais grâce a ca je sais ou se trouve la limite ;).

 

Concernant la lune, je pense que j'ouvrirais un topic. J'en ai fait deux dont je suis asser content. Je vous partagerai ca un de ces 4.

 

il y a 50 minutes, Colmic a dit :

Pour la seconde partie maintenant.

Ca s'appelle l'interférométrie

 

Erf, ca c'est le bout que j'ai raté :)

 

il y a 50 minutes, Colmic a dit :

Mais c'était bien tenté

 

Oui que veux tu, il est joueur le garçon :D

 

J'ai commencé a regarder ton tuto pour siril. A première vue ca a l'air très instructif. Un grand merci a toi pour avoir commis ca ;)

En encore merci pour toutes ces infos et conseils.

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