Télescope de Newton

Cet article concerne les télescopes de type Newton. Pour le télescope de l'observatoire du Roque de los Muchachos, voir Télescope Isaac Newton.

Le télescope de Newton, souvent appelé communément un « Newton », est un dispositif optique composé de 2 miroirs. C’est donc un dispositif à objectif « réflecteur » (qui réfléchit la lumière) a contrario de la lunette astronomique qui est un dispositif à objectif « réfracteur » (la lumière traverse les parties optiques, elle est « réfractée »). Il a été inventé par Isaac Newton.

Principe optique

Trajet des rayons lumineux dans le télescope de Newton et principe

autre illustration

Ce télescope est composé d’un miroir primaire ou objectif, de forme théoriquement paraboloïdale (sphérique en pratique) et d’un miroir plus petit appelé « secondaire » qui est plan. Le premier miroir permet de collecter la lumière provenant de la région du ciel pointée, le second permet de dévier la lumière hors de l’axe optique de manière perpendiculaire.

Le premier miroir est caractérisé par :

• Son diamètre (ou ouverture). La quantité de lumière collectée ainsi que le pouvoir séparateur (angulaire) de l'instrument dépendent de ce dernier. La quantité de lumière est proportionnelle au carré du diamètre.
• La distance entre le centre du miroir et le point focal image (endroit où se forme l’image d'un objet situé à l’infini) appelée la distance focale. C'est elle qui détermine la grandeur, dans le plan focal, de l'image primaire de l'objet observé.

Ainsi on peut déterminer le rapport F/D (focale sur diamètre) qui donne une indication sur les performances photographiques de l’appareil mais aussi de la facilité de mise au point. Un rapport F/D de 10 est pour une utilisation plutôt planétaire (objets bien brillants mais petits) alors qu'un rapport F/D de 3-4 est dédié au ciel profond (objets étendus et de faible magnitude).

Avantages

La fabrication des miroirs paraboliques de moyen diamètre (40-60 cm) est beaucoup plus simple et à la portée d’un amateur éclairé contrairement à la fabrication d'une lentille de diamètre équivalent. La réfraction due à l’instrument est nulle. Pas d’aberration chromatique contrairement à une lentille simple. Pour obtenir les mêmes résultats avec un instrument réfracteur, il faut utiliser des verres très spéciaux et souvent chers (doublets achromatiques, triplet fluorite).

Inconvénients

Un Newton présente une aberration que l’on appelle la « coma » (coma : chevelure, les étoiles en bord de champ ne sont plus des points) ou encore l'aigrette. Ceci limite la qualité sur les bords du champ des télescopes très ouverts.

Le secondaire, ainsi que l'araignée qui le supporte, obstruent le champ visé, ce qui crée des figures de diffraction gênantes et fait perdre un peu de la lumière par comparaison avec une lunette de la même ouverture (ce qui provoque une diminution de contraste). Ceci peut être caractérisé par l’obstruction, le quotient du diamètre du miroir secondaire par le diamètre du miroir primaire, généralement exprimée en pourcentage. En pratique on ne dépassera pas 20 % pour du visuel et 30 % pour la photographie. En deçà de 20 %, la baisse de contraste est négligeable. On dit souvent qu'un miroir de 200 mm avec 20 % d'obstruction est égal à une lunette apochromatique de 160 mm, un 300 mm avec 30 % à une lunette apo de 210 mm, etc. Cette règle est bien confirmée par les courbes de FTM^{[précision nécessaire]}.

Fabrication d'un miroir primaire

La forme sphérique étant de fabrication^[1] plus facile manuellement que le paraboloïde théoriquement imposée, la conséquence en est une aberration de sphéricité (faible) qui en limitera les dimensions. André Danjon et André Couder^[2] donnent les diamètres et focales acceptables pour être limité par une diffraction de lambda/4 d'un primaire sphérique. « La partie mécanique nécessaire à la mise en station de l'ensemble augmentant vite avec le diamètre de ce miroir, on le limitera à 200 mm, taille idéale en regard des gestes nécessaires à sa fabrication. Comptez environ 6 mois de taille et de polissage, moins dans un club avec des gens expérimentés. »

Cela dit si vous êtes dans un club, la taille d'une vrai parabole ne devrait pas être un problème et l'image sera bien meilleure. Quand vous serez un peu plus expérimenté, vous accéderez à de plus grand diamètres sans trop d'efforts grâce aux outils segmentés en céramique^[3].

N'oubliez pas la fabrication d'un appareil de contrôle (dit appareil de Foucault) de sa sphéricité vous permettant d'en approcher le plus possible la forme de révolution souhaitée. Le polissage fini, il vous suffira de le faire recouvrir d'un couche d'aluminium par évaporation sous vide.

Gros Newton, philosophie du Dobson

Le Dobson n'est autre qu'un télescope de type Newton monté sur une monture très simple, dite azimutale. Cette monture appelée base ou rocker, fonctionne sur deux axes. Un axe horizontal appelé « axe d’azimut » et un axe vertical nommé « axe de hauteur ». Le pointage ou la recherche d’objets dans le ciel se fait ainsi très simplement en déplaçant les 2 axes séparement ou simultanément.

La philosophie du Dobson, originaire des États-Unis de par son inventeur : John Dobson, veut que l’instrument soit le plus simple possible dans sa conception et donc dans son utilisation. Le concept Dobson vise à fabriquer soi-même un instrument peu cher, de gros diamètre : de 200 mm à plus de 800 mm. Ce télescope commence à rencontrer un écho favorable en France, notamment grâce à la commercialisation d’instruments peu onéreux qui permettent l’accès à des diamètres importants.

Le Dobson est capable de s’adapter aux technologies modernes avec par exemple, l’adjonction d’une aide au pointage électronique facilitant le repérage des objets célestes, confirmant ainsi sa grande facilité d’utilisation et d’adaptation.

Le site de référence des Dobsons pour la France : altaz

Voir aussi

• Télescope

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