Petit parcours des notions essentielles à connaître pour choisir son matériel.

photo lunette pour débutant
Un instrument d'initiation typique : une lunette de 60mm de diamètre.
photo: Celestron

Lunettes et télescopes

Un instrument d'astronomie a deux rôles:

  • collecter un maximum de lumière et ainsi révéler ce que l'oeil nu ne peut pas voir en raison de son manque de sensibilité (exemple: une galaxie lointaine)
  • grossir les objets pour faire apparaître des détails trop petits pour être visibles à l'oeil nu (cratères sur la Lune, anneaux de Saturne...)

Indépendamment des jumelles, toujours utiles pour débuter ou pour compléter son équipement, les instruments d'observation du ciel se classent en deux catégories :

  • les lunettes astronomiques, dont la pièce optique principale est une lentille, appelée " objectif ", placée à l'avant de l'instrument
  • les télescopes, dont la pièce optique principale est un miroir, au fond de l'instrument

L'objectif concentre la lumière vers le point focal où se forme l'image. L'image est grossie à l'aide d'un oculaire, accessoire interchangeable qui permet de varier les grossissements.

Un télescope possède en fait deux miroirs, un miroir principal et un miroir secondaire qui doivent être correctement alignés. L'opération d'alignement est appelée "collimation", à réaliser de temps en temps.

Le principal paramètre qui caractérise la puissance de l'instrument est le diamètre de l'objectif: il détermine directement le pouvoir collecteur de lumière, et la finesse des images obtenues. Les instruments de débutants ont en général un diamètre compris entre 60 et 150 mm. A partir d'un certain diamètre, on privilégie un télescope pour des raisons de coût: un grand miroir est plus facile à fabriquer qu'une grande lentille.

Aide au choix de matériel: le simulateur de télescope Stelvision

Le simulateur de télescope Stelvision permet de se faire rapidement une idée de ce qui est visible dans un instrument, selon sa puissance. Il possède un mode simple où il suffit d'entrer le diamètre de l'instrument.

Tester le simulateur de télescope

La monture

L'instrument est installé sur une monture permettant un pointage précis des astres:

  • monture azimutale, la plus simple, avec des mouvements droite/gauche/haut/bas
  • monture équatoriale, possédant un axe incliné parallèle à l'axe de rotation de la Terre; une telle monture, si elle est bien réglée et orientée (mise en station), facilite le suivi des astres, surtout si elle est munie d'un moteur qui compense la rotation de la Terre. Elle permet également un pointage des astres par leurs coordonnées, grâce à ses cercles gradués en déclinaison et ascension droite (équivalents de la latitude et de la longitude, dans le ciel)
Pour les amateurs d'astrophotographie, une monture équatoriale est indispensable et elle doit être la plus stable et la plus précise possible: une monture équatoriale peut être comparée à un mécanisme d'horlogerie. Pour ceux qui cherchent avant tout le plaisir de l'observation visuelle, sans faire de photo, une monture azimutale est suffisante.

photo lunette pour débutant
Une lunette astronomique installée sur une monture équatoriale, reconnaissable à ses axes inclinés, ses cercles gradués et son contrepoids.
photo Sergey Kamshylin / Shutterstock.com

Les télescopes Dobson

Un type de télescope à monture azimutale rencontre un grand succès: le télescope Dobson, du nom de son inventeur John Dobson, qui conçu un télescope très simple et redoutablement efficace. Au lieu d'un pied et d'une mécanique lourde et compliquée, ce type de télescope repose sur une monture basique posée par terre. Pour diriger le télescope, il suffit de l'orienter à la main selon les directions haut/bas-gauche/droite, un mécanisme basique de friction assurant un pointage doux et précis. Ce type de monture étant peu onéreuse, le coût de l'instrument est essentiellement concentré sur l'optique. Ainsi, à budget donné, un télescope Dobson pourra être plus puissant que son équivallent équatorial. Tous les gros télescopes amateurs dédiés à l'observation visuelle fonctionnent ainsi. Il est possible d'ajouter un système d'aide au pointage qui calcule l'orientation à donner au télescope selon l'astre à observer.

photo Dobson
Un Dobson de 300 mm de diamètre. Ce modèle est muni d'un boitier électronique d'aide au pointage permettant de sélectionner l'astre à pointer et de connaitre l'orientation à donner au télescope.
photo Orion

Oculaires, grossissements

Un instrument peut grossir plus ou moins, en fonction des oculaires utilisés: c'est le rapport entre la focale de l'instrument et la focale de l'oculaire qui donne le grossissement. Il faut éviter de vouloir grossir au maximum, car un grossissement trop fort se concentre sur une minuscule portion de ciel et donne des images sombres et de mauvaise qualité. Suivant ce que l'on cherche à observer et selon l'instrument utilisé, on utilise l'oculaire le plus approprié.

Un instrument est en général livré avec 1 ou plusieurs oculaires, et il est souvent utile de compléter sa gamme avec d'autres oculaires que l'on peut acheter séparément.

photo oculaires
Oculaires de focales et types variés, permettant divers grossissements

Constituer sa gamme idéale d'oculaires

On trouve des oculaires dont la focale est généralement comprise entre 2.5 et 40 mm. Une bonne gamme d'oculaires comprend entre 2 et 7 oculaires bien répartis en grossissement, en respectant les contraintes de grossissement minimal et de grossissement maximal:

  • grossissement maximal: en pratique, on évite d'utiliser des grossissements supérieurs à deux fois le diamètre de l'instrument exprimé en millimètres, car grossir au-delà n'apporte plus aucun détail supplémentaire. Ce qui donne par exemple, pour une lunette de 60 mm de diamètre: un grossissement maximal de 120 fois. Pour les gros instruments (D > 200 mm) , ce grossissement ne pourra être intéressant que par ciel extrêmement stable, c'est-à-dire très rarement en raison de la turbulence atmosphérique qui brouille les images.
  • grossissement minimal: dans certains cas, on cherche à grossir le moins possible, pour avoir une image lumineuse et embrassant une grande portion de ciel. Mais il faut éviter de grossir en deça du grossissement qui fournit une \"pupille de sortie\" de 6 mm environ. La pupille de sortie, égale au diamètre de l'instrument divisé par le grossissement, est le diamètre du cylindre de lumière qui sort de l'oculaire et entre dans l'oeil. On cherche à ce qu'il ne soit pas plus grand que la pupille de l'oeil (6 à 7 mm la nuit), sinon une partie de la lumière sera perdue; et dans le cas d'un télescope, une sorte de tâche noire risque d'apparaître au centre de l'image en raison de l'obstruction du miroir secondaire.
  • Le simulateur de télescope Stelvision permet (en mode avancé) de faire des calculs de grossissement, et de déterminer une gamme idéale d'oculaires.

Champ

Le champ apparent correspond à l’étendue de l’image, telle que perçue par l’observateur. C'est une caractéristique de l'oculaire employé : à focale identique, un oculaire à « grand champ » (champ supérieur à 70°) permettra de voir une portion de ciel plus grande, et donnera des images plus spectaculaires qu’un oculaire standard de 40 à 50° de champ, par effet d’immersion. A l’inverse, un champ apparent étroit donnera la sensation de voir le ciel à travers un petit hublot

Le champ réel correspond à l’étendue de la portion de ciel que l’on peut voir en pointant l’instrument dans une direction donnée : diviser le champ apparent par le grossissement. Selon le champ réel obtenu, on peut voir (ou pas) en entier certains objets étendus comme la Lune, les Pléiades...

Le simulateur de télescope Stelvision permet (en mode avancé) de comparer des images obtenues avec des oculaires de champs différents.

images Lune
Deux simulations sur la Lune avec le même instrument et le même grossissement (75 X), mais des champs apparents différents. Les oculaires à grand champ ne fournissent pas de détails supplémentaires mais permettent de voir une plus grande portion de ciel à la fois. Outre la possibilité de voir certains objets en entier, ils procurent une sensation d’immersion, l’œil percevant moins les limites de l’image.
Simulations Stelvision