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Tutoriel : précision attendue de la mise en station


Fred_76
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Précision attendue de la mise en station

 

Certains vont très loin et appliquent sur leurs petites montures nomades des techniques adaptées aux grosses montures. Est-ce bien nécessaire ? Jusqu'où faut-il pousser la précision de la mise en station pour avoir des bonnes images avec les montures nomades utilisées en paysages de nuit pour le temps de pose que l'on s'est fixé ?

 

La mise en station

 

La mise en station consiste à placer l'axe de rotation de la monture parallèlement à l'axe de rotation de la Terre. Cela revient à centrer le pôle nord céleste (PNC) dans le réticule du viseur polaire. Comme la Polaire se trouve à proximité du PNC, il suffit de placer la Polaire à un endroit particulier du réticule pour que la mise en station soit effective. La distance entre la Polaire et le PNC est de l’ordre de 40 minutes d’arc, ou 0,65°. Mais avec quelle précision doit-on faire la mise en station ?

 

La théorie

 

En partant de ce document http://adsabs.harvard.edu/full/1989JBAA...99...19H on tire la formule :

 

eacc° ~= 790 x pµm / (ts x Fmm)

 

Où : 

 

  • eacc est l'erreur de mise en station acceptable pour une monture sans autoguidage, en degrés
  • pµm est la taille d'un photosite, en µm
  • ts est le temps de pose, en s
  • Fmm est la focale, en mm

 

Si l'on ne fait pas d'autoguidage, le temps de pose pourra être calculé en s'aidant de cet autre article.

 

Cette formule est conservative car elle ne tient pas compte de la diffusion du signal causée par le dématriçage des capteurs couleur, ni de la diffraction d'Airy, ni de la turbulence qui étalent un peu l'image des étoiles et donnent plus de tolérance dans la dérive admissible avant qu'elle ne devienne perceptible sur la photo.

 

Elle ne tient pas compte non plus du mauvais réglage du viseur polaire (voir le mode d'emploi de la monture pour le régler correctement), ni de la réfraction atmosphérique, ni de l'erreur périodique de la monture qui causent des dérives non négligeables indépendamment de la mise en station. 

 

Analyse du réticule Skywatcher

 

L’écart angulaire entre la Polaire et le pole nord céleste (PNC) est de 0.681° en 2012, 0.650° en 2020 et 0.616° en 2028. Ces 3 années correspondent aux 3 cercles concentriques gravés sur le réticule. Leur diamètre apparent est ainsi de 1.36°, 1.30° et 12.3° respectivement. Le champ visible par l’oculaire du viseur polaire est de l’ordre de 7 à 8°.

 

image.png.eeb93d00f7e76bcab46e8c2e0ee848e9.png

 

Polaire n’importe où dans le champ du viseur polaire

L’écart acceptable de mise en station pour qu’elle commence à être perceptible doit être supérieur au rayon du champ observable dans l’oculaire du viseur (4° environ), soit :


(ts×Fmm)/pµm < 200

 

image.png.c31a3bf2cee976b096f28edfe97b869e.png


Polaire n’importe où dans le cercle gradué
Le rayon du cercle gradué moyen est de 0.650°. Le critère pour que la mise en station soit suffisamment précise avec la Polaire placée n’importe où dans le cercle gradué est donc :

 

(ts×Fmm)/pµm < 1 200, disons 1 000

 

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Polaire à peu près dans un cercle correspondant aux grandes graduations

C'est une mise en station très approximative. On peut faire nettement mieux sans passer tellement plus de temps.
 

(ts×Fmm)/pµm < 5 000

 

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Polaire à peu près dans un cercle correspondant aux petites graduations

C'est la précision qu'on atteint très facilement avec une monture nomade.

 

(ts×Fmm)/pµm < 10 000

 

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Polaire à 10 min près (et entre les cercles)

C'est la précision maximale que l'on peut atteindre en pratique dans une mise en station précautionneuse avec une monture nomade. 

 

(ts×Fmm)/pµm < 20 000

 

 

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En pratique

 

Calculer :
image.png.545f4527bad8cbb1fd6c3acb8d145df9.png

 

Ensuite regarder la valeur de K dans le tableau
image.png.96070af0ba90b28279a2dbec75125671.png

image.png.b5abafc6f8eb92ccdab60fa8d3ed1590.png

 

Exemples

image.png.8847718dfc43721c7aaa2fef25bd16fe.png

 

 

Conclusion

 

Même dans les cas les plus ardus avec une pose de 3 minutes et 400 mm de focale sur un capteur à petits pixels (on est au-delà de la capacité de la Star Adventurer même bien maîtrisée), l'erreur admissible tolère une mise en station approximative sur le viseur polaire. Il suffit de placer la polaire à peu près sur le cercle médian et à peu près sur la graduation horaire, à 5 minutes près, pour satisfaire tous les cas. Si on veut aller au delà, il faudra faire de l'autoguidage.

 

Impact de l'erreur de mise à niveau de la monture 

 

Elle est courante quand on se fie au niveau à bulle inséré dans les montures. Il n'est généralement pas bien calibré. Cette erreur va légèrement désaxer les axes d'ascension droite et de déclinaison, ce qui fait que lorsque la monture tournera juste en ascension droite, il subsistera une légère part de déclinaison. Cela aura aussi une incidence sur la mise en station quand on se sert du réticule d'un viseur polaire. En effet, les réticules partent tous d'une position de référence qui est déterminée par une verticale (ou horizontale). Si le niveau n'est pas calibré, cette erreur se reportera sur la rotation du réticule.

 

Une erreur de verticalité va entraîner une rotation de la mire du réticule et quand on place la polaire selon les graduations du réticule, cette erreur sera reporté sur sa position. On pensait placer la Polaire à 3h30, on la place en fait à 3h45... En fait, avec une simple règle de 3 on voit qu'une erreur de 5° sur la verticale se traduit par un décalage de 10 minutes sur le réticule, soit une graduation :

 

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Mais quel est la précision des niveaux à bulle des montures ?

 

J'ai regardé le niveau de la base équatoriale de ma Star Adventurer Mini et j'ai comparé sa lecture avec un niveau à bulle d'iPhone correctement calibré. Premier constat, il est déjà difficile d'atteindre une précision de moins de 0.2° en réglant à la main les longueurs des jambes du trépied... Voici le meilleur réglage que j'ai pu réussir, à gauche le niveau calibré, à droite celui de la base SkyWatcher :

 

image.png.9dc39884a450c0cd0b9b613128dcfcf7.png

 

On se rend compte que le niveau Skywatcher est légèrement déréglé mais pas loin de la réalité. J'ai alors abaissé l'une des jambes du trépied pour avoir une erreur de 5°, soit 1 graduation sur le réticule.

 

image.png.94ffec6b2abce5c6cd616febd48b5129.png

 

Là, on voit que la bulle est sur le bord du niveau Skywatcher. Le diamètre de la bulle est de 2.5°, celui du cercle noir de 5° et celui du disque jaune de 10°. Placer la bulle à l'intérieur du cercle noir permet d'atteindre une précision de l'ordre de +/-1.25°. Le défaut de verticalité du niveau est de l'ordre de 0.5°. Dès lors, placer la bulle dans le cercle noir permet d'atteindre une verticalité à +/-2° près soit un impact sur la mise en station de moins de 4 minutes... Or il est assez simple de placer la bulle à peu près au centre du petit cercle noir. On peut ainsi négliger l'impact du défaut de calibration du niveau à bulle sur la mise en station. On se rend compte qu'il ne sert à rien de bricoler un autre niveau à bulle qui - même s'il était vraiment plus précis - n'apporterait qu'une précision inutile.

 

Conclusion

 

Du moment que la bulle est à peu près au centre du cercle noir, c'est bon, même si le niveau à bulle n'est pas parfaitement calibré.

 

Il faut un autoguidage sur 2 axes pour bien compenser l'écart de mise à niveau de la monture, ou bien effectuer une mise en station précise avec une méthode de King, Bigourdan, ou astrométrique.

 

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Merci Fred pour ces explication cela conforte mes observations, et merci à ce forum d'exister et d'être une telle source d'informations.

 

Quand je suis chez moi à Issy sur mon balcon, impossible de voir le nord, ni l'horizon à cause des autres immeubles, donc la solution que j'ai trouver c'est de me servir de mon smatphone avec l'application photopills en mode RA qui donne le nord et de régler ainsi la monture en collant le smartphone au dos de ma SAM (voir ci-dessous).

Je savais que ce n'était pas très précis mais j'ai obtenu de bons résultats, même imprécis cela suffit au vu des calculs.

 

Si quelqu'un veut plus d'explication pour ma mise en station pas de pbs :)

 

IMG_3192.thumb.JPG.5c5c1522f13b2dbc04d6fb1eab372578.JPG

 

 

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