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Dopez votre PST ! Alexandre Lambolez Simplicité d’utilisation et faible coût, ce sont les ingrédients qui ont fait le succès du PST (Personal Solar Telescope) et ont permis à de nombreux astronomes amateurs de se lancer dans l’observation du Soleil en Halpha. J’ai acheté un PST en 2005 et je me suis lancé dans l’imagerie du Soleil en Halpha avec une webcam. Au fil des mois, j’ai modifié mon PST afin d’en améliorer les performances. Voici le récit des modifications successives subies par mon PST.

Constitution d’un PST Le PST est un instrument autonome, qui comporte les éléments suivants (voir figure 1) : - un objectif de 40mm de diamètre, qui permet de former l’image du Soleil, mais qui assure également une fonction de filtrage d’une grande partie du spectre solaire grâce à un traitement de dépôt metallique en surface. - un tube, - un filtre Perrot-Fabry (voir encadré sur le fonctionnement du PST), - le corps du PST, qui assure la fonction de renvoi coudé à l’aide d’un prisme dont le déplacement permet d’assurer la mise au point, - une bague allonge, - un porte-oculaire contenant un filtre bloquant (voir encadré).

Fonctionnement du PST La lumière solaire collectée par le PST subit une filtration en trois étapes : - l’objectif stoppe les rayonnements les plus énergétiques, - le filtre de Perrot-Fabry décompose le spectre solaire en «tranches fines», - le filtre bloquant isole la «tranche» centrée sur la longueur d’onde du HAlpha. Ces trois filtrages successifs permettent de sélectionner le rayonnement solaire émis à la longueur d’onde dite «Halpha» (656,3 nm), avec une largeur de bande inférieure à 1 angstrom (c’est-à-dire 0,1 nm).

Porte-oculaire contenant le filtre bloquant

Perrot-Fabry

Tube

Objectif

Bague allonge

Corps contenant le pentaprisme

Figure 1 : éléments constituants du PST Astrosurf-Magazine N°23 Nov./Déc. 2006

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Linéarisation du PST Si on examine en détail la constitution du corps du PST (voir figure 2), on constate qu’il contient un prisme, fixé sur un rail à 45°. Le prisme dévie le faisseau lumineux à 90° (il sert donc de renvoi coudé), tandis qu’une molette permet de déplacer ce dernier le long d’un rail, ce qui permet d’allonger ou réduite le trajet du faisceau lumineux, autrement dit de faire la mise au point. La première modification que j’ai entreprise, en aout 2005, a consisté à «linéariser» mon PST. Ce terme barbare désigne l’opération consistant à remplacer le corps du PST par une simple

Porte-oculaire

Crémaillère

Rail de guidage Prisme

Molette de mise au point Figure 2 : constitution du corps du PST Figure 3 : linéarisation du PST. Le corps du PST est remplacé par une simple crémaillère et la baque allonge devenue inutile a disparue.

Perrot-Fabry

Tube

crémaillère. (voir figure 3). En visuel - le Perrot-Fabry du PST et le filtre les images sont moins contrastées et bloquant dans le porte-oculaire du des réflexions parasites sont visibles ( PST risqueraient eux aussi de sules traitements de surface du prisme bir un échauffement trop imporpermettaient sans doute de limiter ces tant. réflections parasites). Par contre, en Les résultats sont excellents, à condiimagerie numérique, les resultats sont tion (sans que je comprenne clairement nettement meilleurs (voir figure 7). pourquoi) de placer un filtre Halpha

Objectif

(un filtre Astronomik 13nm) après le filtre bloquant du PST. En mai 2005, je me décide alors à acquérir un filtre de rejet pleine ouverture (un filtre ERF Thousand Oaks de 150mm de diamètre) pour installer mon PST «linéarisé» au foyer de ma lunette Kepler 150/1200. Une mauvaise

Remplacement de l’objectif d’origine Le principal défaut du PST, est son faible diamètre, qui limite quelque peu la résolution des images. L’idée de remplacer l’objectif d’origine par un objectif de plus grand diamètre m’est rapidement venue à l’esprit. La première tentative a consisté à enlever l’objectif d’origine et à placer le reste du PST au foyer d’un télescope LX200 équipé d’un filtre de rejet pleine ouverture (filtre ERF Thousand Oaks). La présence du filtre de rejet pleine ouverture est absolument obligatoire, sinon : - l’échauffement du secondaire du LX200 risquerait de le détériorer Figure 4 : essais du PST «linéarisé» au foyer d’un LX200 équipé d’un filtre de rejet pleine ouverture (filtre XXXXX) 22

Astrosurf-Magazine N°23 Nov./Déc. 2006


PST «linéarisé»

Filtre pleine ouverture

surprise m’attendait : le foyer de la lu- Figure 6 : la lunette Kepler 150/1200 avec son filtre de rejet pleine ouverture fixé nette ne sort pas assez et la mise au devant l’objectif et ... ce qui reste du PST, placé au foyer. point est impossible. Je décide alors de remplacer la crémaillère qui assure la Figure 5 : suppression de la crémaillère et réduction de la longueur du tube d’origine liaison entre le Perrot-Fabry et le porteFiltre Perrot-Fabry oculaire par une simple bague allonge Porte-oculaire avec son filtre BF (voir figure 5). Malheureusement, il y a une distance minimale (environ 15cm) à respecter entre le filtre de Perrot-Fabry et le filtre bloquant qui est dans le porte-oculaire : en dessous de cette distance minimale, la qualité des images se dégrade. Même avec une bague-allonge d’une longueur de 15cm la mise au point n’est toujours pas posBague-allonge sible. Qu’à cela ne tienne, la scie à ruTube d’origine du PST (diamètre 2’’) raccourci remplacant la crémaillère ban n’est pas loin et je décide de raccourcir le tube de ma lunette d’envi-

Figure 7 : à gauche image du Soleil avec le PST d’origine. A droite, image du Soleil avec le PST «linéarisé» mais toujours avec son objectif d’origine. Les deux images ont été prises à 15 minutes d’intervalle, donc avec des conditions de turbulence très comparables. Astrosurf-Magazine N°23 Nov./Déc. 2006

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ron 10cm. Le résultat est à la hauteur des efforts entrepris : bien que le F/D de ma lunette soit de 7 (au lieu de 10 pour l’objectif d’origine du PST), les images délivrées ont une résolution nettement supérieure au PST d’origine.

Bague de liaison

Quand la malchance s’en mèle Mon filtre de rejet pleine ouverture n’a malheureusement pas vu le Soleil pendant très longtemps : après seulement quelques acquisitions, il a eu la mauvaise idée de se décrocher de la lunette et tomber au sol en se brisant en mille morceaux. Mon budget «astronomie» n’étant pas extensible à l’infini, j’ai dû trouver une solution pour le remplacer. J’ai alors pensé à l’hélioscope de Herschel (voir encadré ci-après), que j’utilise habituellement pour l’imagerie en lumière blanche. C’est un dispositif qui permet de rejeter 96% de la lumière entrante, il pouvait donc peut-être remplacer le filtre de rejet pleine ouverture ! En moins de temps qu’il n’en faut pour le dire, j’ai adapté mon hélioscope pour le placer juste avant le filtre de Perrot-Fabry (voir figure 8). Les résultats sont à nouveau au rendez-vous et sont tout à fait comparables à ce que j’avais obtenu avec mon filtre de rejet pleine ouverture (voir images en page suivante).

Filtre pleine ouverture ou hélioscope ? Le tableau 1, ci-contre, récapitule les avantages et inconvénient respectifs de l’hélioscope de Herschell et du filtre ERF pleine ouverture.

Porte oculaire avec son filtre bloquant

Perrot-Fabry

Hélioscope de Herschell

Figure 8 : mise en place de l’hélioscope à l’avant du filtre Perrot-Fabry

Tableau 1 : avantages et inconvénients respectifs de l’hélioscope de Herschel et du filtre ERF pleine ouverture

Un hélioscope «maison» pour pas cher On peut réaliser un hélioscope à moindre coût à partir d’un simple renvoi-coudé et d’un prisme : il suffit de découper une fenêtre sur le fond du renvoi-coudé (voir photo ci-contre) et de remplacer le miroir d’origine par le prisme.

L’hélioscope de Herschell L'hélioscope de Herschel met en oeuvre une lame de verre transparente à faces non parallèles. Le verre n’est pas un matériau totalement transparent : il réfléchit environ 4% de la lumière. 100% C’est pour éviter la formation d’images multiples que les deux faces de la lame ne sont pas parallèles. Ce dispositif ne constitue pas un filtre suffisant pour une observation visuelle ou même photographique car 4% de la lumière solaire, c’est encore beaucoup trop. Le principal intérêt de l’hélioscope, c’est de supprimer une grande partie de l’énergie du 1% rayonnement solaire collectée et de limiter ainsi l’échauffement des filtres situés après l’hélioscope. 99% 24

Le même hélioscope que ci-contre, mais avec un cache disposé en face de la fenêtre par laquelle est rejetée 96% du rayonnement solaire. Ce cache a une face diffusante permettant de limiter les risques de brûlures.

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ATTENTION ... ATTENTION ... ATTENTION ... L’observation du Soleil est une activité dangeureuse. Les montages présentés dans le présent article sont réservés aux astronomes amateurs ayant une bonne maîtrise de cette activité. Nous rappelons en particulier que l’observaton visuelle du Soleil ne doit se faire qu’à l’aide de filtres spécifiquement adaptés. Nous rappelons également que la modification d’un PST annule bien entendu toute garantie sur ce dernier !

Image réalisée avec le PST «linéarisé», un filtre ERF pleine ouverture et une webcam Toucam Pro 2

Le PST «linéarisé» avec l’hélioscope de Herschell au foyer de la lunette Kepler 150/1200

Image réalisée le 18/06/06 avec le PST «linéarisé», l’hélioscope et une webcam Toucam Pro 2

Image réalisée le 11/06/06 avec le PST «linéarisé», l’hélioscope et une webcam Toucam Pro 2 Astrosurf-Magazine N°23 Nov./Dec. 2006

Image réalisée le 06/06/06 avec le PST «linéarisé», l’hélioscope et une webcam Toucam Pro 2 25


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