Lunette Solaire de 230mm

L'observation du Soleil me passionne depuis toujours!!! habitant une région ou celui-ci brille une grande partie de l'année , c'est vraiment une chance de pouvoir observer cet astre sur de longues périodes.

la première fois que j'ai eu la chance d'observer les protubérances Solaire à travers un coronographe, çà été un choc pour moi!!! depuis je n'ai cessé de m'équiper en conséquence pour pouvoir observer la chromosphère solaire , c'est un univers fantastique ou les phénomènes qui s'y déroulent sont d'une incroyable puissance mais aussi d'une extraordinaire beauté!!!

depuis 2010 j'ai franchis le pas de l'Imagerie Solaire grâce à l'acquisition dans un premier temps d'un Lunt LS60 qui me permettait d'imager le soleil sous un grand angle , mais très vite j'ai senti que j'étais limité pour ce que je voulais faire vraiment , faire de la haute résolution sur la chromosphère solaire !!!

ayant la chance de posséder une lunette de diamètre plus important, une Lunette Astro-Physics de 155 mm, j'ai franchis le pas en 2010 en faisant une " modif PST" ( cf Astrosurf Magazine N° 47 ) le gain au niveau résolution fut énorme !!! passer de 60mm à 155mm c'est un gouffre ; j'ai ainsi pu imager durant prêt de 3 années  l'activité de notre étoile avec cette lunette sous un angle plus étroit avec des grossissements plus important me permettant de faire jour après jour véritablement de la" météo solaire"

Au printemps 2012 , je décide franchir un nouveau cap, car ma passion pour l'observation de la chromosphère solaire ne faiblit pas , bien au contraire j'ai envie d'en voir plus encore!!!! et pour cela je n'ai pas d'autre solution que de monter encore en diamètre!!! minimum 200mm pour espérer franchir encore un cap par rapport à la 155mm, un problème se pose rapidement, ou trouver une lunette de 200 mm sur le marché? il existe bien quelques fabricants qui proposent des modèles haut de gamme APO mais leurs prix sont astronomique de plus pour l'imagerie monochromatique nul besoin d'un modèle APO, un simple doublet achromatique ou même une lentille simple suffit .

Après de longues recherches sur le net d'un fabricant d'objectifs de grands diamètre  notamment en Asie et aux US , je suis tombé sur le site d'un fabricant Américain " Istar Optical "(  http://www.istar-optical.com/ ) qui propose toute une série de lunettes complètes ou d'objectif dans leur cellule , Achromatique ou APO, les diamètres pour les Achromatiques allant jusqu'à 300 mm!!!!

je contacte son directeur M.Ales Patrick Krivanek à qui je soumets mon projet , mon cahier des charges est le suivant : un doublet achromatique de 230mm de diamètre à F/D 9 avec L/4 minimum un strehl >0.90 mini et un sphérochomatisme calé sur la longueur d'onde H-Alpha , la réponse est positive il peut tout à fait  faire réaliser cet objectif par son maître opticien basé en Tchéquie, mais il faut un minimum de 2 commandes pour lancer l'étude optique car cet objectif n'est pas encore dans la liste des objectifs proposés par la société .

Quelques semaines plus tard une autre commande de la part d'un observatoire Allemand permet le lancement du projet, nous sommes en Aout 2012 la commande est passée 

Mon choix d' un objectif de 230mm et non pas de 200mm vient du fait qu'une des limites à la modif PST est la limitation des filtres de rejet d'énergie en diamètre , au delà de 180mm de diamètre les filtres ERF coûtent une véritable fortune !!!! la firme Baader propose un ERF-D de 180 mm garantie L/10 pour un peu moins de 1400€ , certes c'est une somme mais çà reste encore abordable par rapport à des diamètres plus grands

en extrapolant la modification PST de ma lunette de 155mm sur une 230mm , l' Erf de 180mm placé en interne dans le faisceau optique  devrait parfaitement faire l'affaire , il faut que le ratio Diamètre de l'objectif / Diamètre de l'ERF soit tout de même important pour éviter toute surchauffe d'une part sur l'Erf lui même , à l'intérieur du tube optique ce qui créerait de la turbulence interne , un comble pour un réfracteur!!!, mais également un échauffement sur la lentille de l'objectif elle même , car en effet la particularité des filtres ERF-D de chez Baader c'est de posséder une couche diélectrique de surface très réfléchissante, en la plaçant sur le trajet optique elle se comporte en quelque sorte comme un miroir parabolique qui renvoie une partie du flux lumineux vers l'objectif de telle sorte que si vous placez votre main au foyer de retour à une certaine distance devant l'objectif vous vous brûlez tout simplement la main , il faut donc éviter à tout prix que ce foyer retour se forme sur la lentille de la lunette , il faut que le faisceau de retour soit le plus grand possible quand il touche l'objectif pour éviter tout échauffement et pour cela il faut bien entendu que le filtre ERF soit placer le plus prêt possible de l'objectif , en faisant un petit calcul , j'ai vu que je pouvais aller jusqu'à 230mm pour une ERF de 180mm placé en interne sans risque de surchauffe

Début Avril 2013, après 9 mois d'attente , réception de l'objectif dans sa cellule 

le Bulletin de contrôle fourni avec 

le tout a l'air cohérent et plus que correct pour ce diamètre!!!! ( L 4.3 PTV , L/40 RMS , Strehl de 0.97 )  j'espère que cela se vérifiera dans la pratique...

à noter que le firme Istar Optical peut vous proposer des tubes Optiques complets avec l'objectif que vous commandez , mais par soucis d'économie et surtout par le fait que la modif PST  avec ERF interne demande quelques aménagements sur le tube , j'ai préféré réaliser par moi même le tube 

Au mois de Mai 2013, réception d'un autre élément très important : le Filtre ERF-D Baader de 180mm qui sera placé en interne , c'est ce filtre qui par son traitement coupe une grande partie du rayonnement solaire incident , notamment les infrarouges , coupant ainsi une grosse partie de la chaleur ce qui permet de placer au foyer sans risque le filtre H-Alpha proprement dit

ne possédant pas de tour j'ai fais réalisé différentes pièces mécaniques par la société Skymeca (http://skymeca.com/) , notamment le barillet supportant la cellule de l'objectif , la barillet arrière, le support du filtre ERF, le tout en Aluminium de grande qualité anodisé en noir pour les parties internes et violine pour les parties externes, pour le Porte oculaire, j'ai choisi un modèle de chez Feather Touch en 3"

ma plus grande difficulté a été de trouver une tube en Aluminium de grand diamètre et de la longueur souhaité , il existe bien des tubes en aluminium de 250mm et plus dans l'industrie mais la plupart du temps ces tubes sont vendus par longueur de 6 mètres minimum et coûtent très cher !!! je me suis donc tourné vers un chaudronnier qui m'a réalisé un tube de 250 mm de diamètre et 3 mm d'épaisseur à partie d'une plaque alu roulée, le tube ne pèse que 10 kgs

j'ai du poncer longuement le tube à différents émeris de plus en plus fin pour faire disparaître les aspérités de surfaces avant de passer à la peinture proprement dite , l'intérieur du tube a été peint en noir mat avec de la peinture spéciale alu à l'aide d'un rouleau attaché à un manche alu , l'extérieur en Blanc Nacré avec des bombes aérosols spécial alu ne nécessitant pas de sous couche , la finition se fait avec un verni transparent

vue de la découpe de la trappe d'accès au filtre ERF placé en interne

Atelier peinture en plein air!!!!

une vue du support du filtre ERF interne, j'ai voulu que le filtre ERF soit démontable dans le cadre de l'utilisation de la lunette en solaire mais en lumière blanche avec un filtre Astrosolar par ex , mais aussi pour l'imagerie lunaire , planétaire et éventuellement du ciel profond, le support est monté sur ressort afin d'incliner si le besoin s'en fait sentir l'ERF , à noter également l'espacement entre les deux platines qui permet un écoulement de l'air le long du tube , la chaleur ne doit pas être confinée dans la partie haute du tube entre l'erf et l'objectif , l'espace ne doit pas être clos , la chaleur doit pouvoir se dissiper tout le long du tube

l' Erf est maintenu latéralement par des cales en liège de 1mm d'épaisseur, il ne doit pas être contraint dans son logement

Vue de l'ERF dans son barillet

11 juillet 2013; çà y est c'est le grand jour , après plus d'un an d'attente la lunette est enfin terminée!!!! le tube est montée pour la première fois  sur sa monture , une Astro-Physics 1200 GTO

le tube ne pèse que 23 kgs pour une longueur avoisinant les 2.50 mètres avec le pare buée qui est celui d'un C9 Hedge, une fois le pare buée démonté et le porte oculaire dévissé le tube ne mesure plus que 185 cms ce qui permet éventuellement de le transporter" assez "facilement

les anneaux de fixation viennent des chez Parallax Instruments.(  http://www.parallaxinstruments.com/ ) aux US  , ils sont montés sur la platine de 24" de l'AP1200

une monture du type AP1200 est vraiment la limite basse pour ce genre d'instrument, pas pour le poids qui est relativement faible pour la capacité de charge de la monture mais surtout pour la longueur du tube et du porte à faux qu'il procure!!! n'espérez pas placer un tel tube sur une AP900 ou CG11 ou EM400 , même une Titan risque d'être limite, c'est le problème des longs tubes!!! l'autre solution pour " compacter" le tout est de construire éventuellement un réfracto reflecteur, c'est ce que je pense réaliser pour mon futur projet

vue de l'objectif monté

Le 13 juillet , enfin la première lumière !!!! c'est un moment chargé à la fois d'émotion et d'angoisse , tous les constructeurs  d'instruments on déjà eu cette sensation , l'excitation de voir enfin les possibilités de l'instrument et la peur de s'être trompé dans la conception

j'installe donc à l'arrière du PO , l'étalon du PST , le BF1200 Lunt , et la caméra CCD Bassler ACA1300

je m'installe derrière mon écran de pc, fais la mise au point , et là c'est le ouf!!! de soulagement d'une part et le choc d'autre part, le ouf de soulagement car on peut avoir fait et refait les plans maintes fois et cogité sur d'éventuels problèmes tant que l'image n'apparaît pas on est pas sûr de sa copie , ma crainte principale était l'échauffement éventuel de l'objectif du à la réflexion de l'ERF, j'ouvre la trappe et place ma main à la hauteur de l'objectif çà ne chauffe absolument pas !!! de plus je ne me suis pas trompé sur la découpe du tube , je peux faire la mise au point sans problème avec pas mal de marge suivant mes différents systèmes grandissant , ma crainte étant de devoir recouper le tube pour récupérer le foyer de l'étalon du PSTqui demande un dégagement de 200 mm environ

le choc!!! car dés les premières images j'ai su que j'avais changé de dimension par rapport à mon AP155 mm, les jours qui suivirent avec une turbulence moindre me confortèrent dans la bonne qualité de l'optique

Mais que voit on à travers une 230mm solaire?

comme je le disais on change de dimension, avec un échantillonnage qui avoisine 120 kms sur la surface du soleil  pour un pixel à l'écran , le soleil nous présente beaucoup plus de relief c'est ce qui m'a surpris la première fois , on a vraiment un effet 3D à l'écran alors que que je n'avais pas du tout cette impression avec l'AP155, lorsque la turbulence se calme on reste scotché à l'écran , la caméra Bassler ACA1300 qui est très peu bruitée donne une image très comparable à ce que l'on voit à l' oeil nu mais avec un grossissement bien plus important

on plonge vraiment au coeur des phénomènes solaire , on aperçoit des phénomènes parfois extrêmement brefs et petits ( quelques centaines de kms seulement ) comme les Ellermans Bombs par ex, des " micros" flares ne durant parfois que quelques secondes au sein des zones actives , des fines structures au coeur des protubérances , de minces filaments sur la surface , les " tresses magnétiques" dans les zones actives ressemblent à des vallées à la surface du soleil qui donnent un incroyable effet de relief , bref on a vraiment l'impression derrière son écran de faire de la météorologie Solaire

Mon Bilan après 3 mois d'utilisation

la saison solaire pour l'imagerie solaire en haute résolution débute pour moi vers Avril et se termine vers Octobre, ensuite le soleil devient trop bas pour pouvoir l'imager dans de très bonne condition avec ce diamètre , je n'ai utilisé cette lunette que pendant une demi saison mais je peux dire que j'en suis pleinement satisfait , l'optique est de très bonne facture , j'ai pu imager par la suite la lune et Jupiter et les images que j'obtiens avec cette lunette sont vraiment de bonne qualité , je peux dire un grand merci à Istar Optical et plus particulièrement à M.Krivanek pour la qualité de l'objectif qu'il m'a livré

à chaque sortie lorsque la turbulence se calmait je prenais à chaque fois une claque visuelle , bien évidemment la passage à un tel diamètre en solaire s'accompagne inévitablement d'une plus grande sensibilité à la turbulence , certes je n'ai jamais eu une journée avec une turbulence très calme comme je pouvais avoir 2 ou 3 fois dans l'année avec la 155mm, mais les progrès des programmes de traitement d'image , je penses notamment au remarquable Autostakkert II, font que l'on peut obtenir tout de même de bon résultat sous turbulence moyenne, même si les images ne rendent absolument pas la vision que l'on a  à travers l'écran du PC!!!!

Mon rêve , observer avec cette lunette dans un site ayant un très bon seeing diurne, le Pic du Midi peut être?

le coût du rêve ?

la lunette Solaire complète avec ses filtres m'est revenue à peut prêt à 10 000 € dont 4000 € pour l'objectif seul , c'est une somme certes , mais qu'on oublie vite lorsqu'on reste extasié devant son écran par la beauté des phénomènes solaire que l'on peut observer , mais pas que !!! comme je le disais cette lunette marche parfaitement bien en lunaire et planétaire en lumière monochromatique et donne de superbes images digne de télescopes de plus gros diamètre , je vais la tester prochainement en ciel profond avec une CCD et des filtre sélectifs

non le plus cher hélas n'est pas la lunette mais bien la monture capable de porter l'instrument car en effet , il faut une monture bien " costaud" pour résister au porte à faux du à la longueur du tube

l'avenir?

En imagerie solaire H-Alpha le cap des 200 mm d'ouverture est resté longtemps un tabou d'une part à cause des prix des optiques de ce diamètre et d'autre part à cause des limitations dus à la turbulence diurne , peut être que les choses sont en train de changer grâce notamment aux programmes de traitement d'images  qui deviennent de plus en plus performant et d'autre part par l'apparition sur le marché d'objectif de grande taille de bonne qualité à des prix relativement accessibles

très enthousiasmé par la réalisation de cette lunette et sa qualité optique , j'envisage de passer très prochainement à un autre projet , un réfracto réflecteur avec un objectif de 280 ou 300mm à F/D12 pour faire du Solaire bien sur mais aussi du planétaire et du lunaire et pourquoi pas du ciel profond avec un aplanisseur de champ spécifique et correcteur chromatique qu'est en train de mettre au point la société Istar-Optical, les grands réfracteurs vont peut être faire leur grand retour parmi les astronomes amateurs, qui sait....

L230mm + SSM

AP155mm  VS L230mm