Calculer le pouvoir de résolution d'un télescope, avec les pertubations atmosphériques

[evrardo]

Bonjour,
Je voudrais acheter un téléscope pour voir des détails d'au moins 1km sur la lune.
Selon la formule du pouvoir de résolution: angle (en secondes)=0,1384/diamètre (en mètres), il me faudrait au moins un miroir de 25 cm.

Mais cette formule est théorique. En pratique, il y a les pertubations atmosphériques.
* Savez vous quelle correction faut il apporter à cette formule pour tenir compte de ces pertubations?
* Est-ce que plus le diamètre du miroir est important, moins les perturbations atmosphériques ont une influence, ou est ce l'inverse.

Merci de m'avoir lu et merci pour votre aide.
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[WizardOfLinn]

Si l'atmosphère est calme, dans de très bonnes conditions (instrument mis en température, etc.), on peut arriver à voir les anneaux de la figure de diffraction dans un instrument de 250 mm, ce qui signifie qu'on est pas loin de la résolution théorique.
Mais c'est quand même très rare (au moins chez moi), en poussant le grossissement, j'ai bien plus souvent une grosse tache turbulente et aucun anneau discernable.
De toute façon, à quoi te servirait une formule dont tu ne connais pas les paramètres ? La résolution se mesure en fonction de l'état de l'atmosphère en un lieu et un instant donné.

Si on y tient vraiment, pour la théorie et la compréhension, il y a quelques formules faisant intervenir un paramètre nommé "r0", diamètre sur lequel l'écart aberrant sur le front d'onde du à la turbulence atmosphérique est égal à lambda/2 rms.
http://www.astrosurf.com/cavadore/optique/turbulence/

[evrardo]

http://www.astrosurf.com/cavadore/optique/turbulence/

Ok, merci pour le lien....mais c'est un peu compliqué à comprendre.

Je vais poser ma question plus simplement: avec une optique de 25 cm, quels est le diamètre minimum de ce que je peux voir sur la lune.

Merci pour votre aide.

[pephy]

bonjour
Dans des conditions idéales (atmosphère pure et stable, grossissement optimum) on peut espérer atteindre la limite de résolution théorique de 0,5 secondes d'arc.
Compte tenu de la distance moyenne Terre-Lune çà doit faire de l'ordre de 1,8 km

[A voir en vidéo sur Futura]

[Lansberg]

Bonjour,

Ok, merci pour le lien....mais c'est un peu compliqué à comprendre.

Je vais poser ma question plus simplement: avec une optique de 25 cm, quels est le diamètre minimum de ce que je peux voir sur la lune.

Merci pour votre aide.

La turbulence atmosphérique entraîne un étalement des images dans le plan focal (phénomène de seeing). Cela réduit le pouvoir de résolution du télescope, et la valeur du seeing qui peut s'exprimer en seconde d'arc est de l'ordre d'1" d'arc (un peu moins ou beaucoup plus selon les conditions atmosphériques). Cela signifie qu'à partir d'un diamètre de 13 cm d'ouverture environ, on n'améliore plus la résolution du télescope.
Sur la Lune, on peut donc séparer deux points distants d'1,8 km environ.
Il existe un site qui permet de connaître heure par heure le seeing d'un lieu d'observation : http://astroplanetes.net/seeing-ciel.html

[Petrovsk]

Bonjour,

Pour résumer les réponses déjà données et sans reprendre les calculs que tu as déjà faits, le pouvoir de résolution est celui de l'élément le plus faible de la chaîne optique, c'est-à-dire du couple télescope-atmosphère.
C'est là qu'intervient dans les modélisations de la turbulence le paramètre r0 qui serait, si j'ai bien suivi, la taille minimale des cellules de convection de l'atmosphère. Si l'ouverture du télescope est plus petite que les cellules de convection, c'est le télescope qui limite la résolution, si l'ouverture est plus grande, c'est l'atmosphère. Les valeurs usuelles de r0 seraient de 10 à 15 cm, 20 et parfois au-delà en montagne et dans les sites stables (là où se trouvent les gros observatoires).
Plus le diamètre de l'instrument est important, plus la lumière incidente proviendra de cellules de convection contigües et plus la turbulence sera sensible.
Par contre il ne faut pas oublier que cela ne s'applique de manière directe que sur une seule image. La prise de vue lunaire se fait en empilant les images dans un logiciel ne conservant pour chacune d'elles que les zones nettes, c'est-à-dire à l'intérieur de chaque cellule de convection. Ce traitement dynamique est l'équivalent informatique des optiques adaptatives mises en œuvre sur les grands télescopes, et il est légitime de se demander jusqu'à quel point on peut se rapprocher de la résolution théorique, sous réserve que l'échantillonnage soit adéquat au niveau de la caméra.

Je te conseille de parcourir les forums à la recherche des images lunaires réalisées avec de gros télescopes, et de mesurer la résolution d'après la taille des cratères. En toute rigueur il faut choisir des détails proches du point sub-terrestre pour que les simplifications dans les calculs restent valables, et travailler sur des images non-réduites en connaissant les caractéristiques du télescope, de la caméra et des compléments optiques.

Bonne chance

[astro31]

Salut,

Vaste problème . voiçi ma page images lunaires réalisée avec un 200 mm SCT .

Regarde les 4 premières photos de la rubrique cratères en bas à droite

http://astronomie-en-ville.net/astrophoto-lune.html

sur certaines images tu as les tailles des cratères , tu peux avoir un 400 avec une turbulence importante et ne rien sortir de tes images d'ou l'interet d' évaluer le seeing par le site cité ci-dessus pas exemple. Plus les étoiles clignotent plus il y a de la turbulence, ou les flux de sud ( vent d' Autan ici sur Toulouse).

si tu as un 400 avec une turbulence faible c'est fabuleux.

A+

Richard

[evrardo]

bonjour
Dans des conditions idéales (atmosphère pure et stable, grossissement optimum) on peut espérer atteindre la limite de résolution théorique de 0,5 secondes d'arc.
Compte tenu de la distance moyenne Terre-Lune çà doit faire de l'ordre de 1,8 km

Merci, c'est exactement ce que je voulais savoir.
Il faut donc multiplier par deux environ le pouvoir de résolution théorique pour avoir la valeur qu'on observe réellement.

Merci aux autres posteurs, vos commentaires sont plutôt destinés à des spécialistes! ce que ne suis pas.

[raikko21]

Bonjour a tous,

Bonjour,
C'est là qu'intervient dans les modélisations de la turbulence le paramètre r0 qui serait, si j'ai bien suivi, la taille minimale des cellules de convection de l'atmosphère.

La taille du plus petit tourbillon est appelée "micro-échelle de la turbulence" (notée "l").

Le paramètre de Fried r0 (ou encore longueur de cohérence de l’atmosphère) représente le diamètre du télescope pour lequel l'image a la limite de diffraction et l'image limitée par l’atmosphère donnent la même résolution angulaire.

Supposons qu'on a un télescope de 30cm de diamètre, quel serait le diamètre du télescope que je dois mettre hors atmosphère (comme Hubble) pour avoir la même qualité d'image que mon télescope basé au sol de 30 cm? ce diamètre est égal au paramètre de Fried r0.

Mais il faut faire très attention, car en astronomie on exprime la qualité de l’image au foyer d’un télescope par sa largeur à mi-hauteur FWHM en long temps de pose (Full Width at Half Maximum) qui, pour un télescope de diamètre infini limité par l’atmosphère est donnée par :

; radians

Dans le cas usuel le terme "seeing" représente la largeur à mi-hauteur (FWHM) en long temps de pose au zénith (hauteur = 90°) et à , exprimée en secondes d’arc.

On utilise fréquemment, à cette longueur d’onde la correspondance d’échelles : r0 = 10 cm => FWHM = 1 arcsec.

Voila A+

[Petrovsk]

Merci pour avoir remis les choses dans l'ordre, je vais y réfléchir encore un peu avant de savoir si c'est plus clair