Mise en oeuvre

1 introduction

Cette page décrit les principales étapes de la mise en œuvre d'un set-up d’astrophotographie.

On va détailler ci-dessous les phases suivantes :

• préparation du matériel et de la séquence d'observation
• mise en place
• mise en station
• pointage et cadrage
• prise de vue
• images de calibration
• fin de séance

2 préparation de la séquence d'observation et du matériel

Cette étape se fait un peu en amont des opérations de prise de vue proprement dites. Elle consiste à choisir une ou plusieurs cibles pour une session donnée et adapter la séquence à la cible choisie.

Elle st importante pour éviter de gaspiller un temps précieux sur le terrain et pour "rentabiliser" au mieux les créneaux d'observation.

2.1 la cible

Une fois une cible choisie, on va "creuser" un peu son contexte :

• quelle est la configuration la plus adaptée (si on a plusieurs options de set-up) ? Quel instrument choisir?
• quelle cadrage ? Éventuellement quelle étoile choisir pour viser le centre du champ ?
• quelle orientation?
• quels filtres ou jeu de filtres choisir?
• quelle durée de pose ?
• quel temps cumulé de prise de vue ?
• etc...

Il est aussi utile de prévoir une cible de repli au cas où un nuage joueur viendrait masquer la cible initiale...

En pratique je me fais un recueil de cibles dans un tableur avec toutes les informations nécessaires.

2.2 le matériel

Une fois le set-up déterminé, on peut dégrossir la configuration des câbles, des bagues à utiliser et vérifier que tout est accessible.

Si on dispose de plusieurs options d'instruments /correcteurs/ capteurs , il peut être utile d'avoir "un livre de recettes" (c'est mon cas) où on note les détails des configurations nécessaires (je pense surtout aux combinaisons de bagues qui permettent d’atteindre le tirage ad hoc sur une conf donnée.

En cas de doute, dégrossir la faisabilité de la mise au point, en plein jour, sur une cible terrestre distante , peut éviter bien des frustrations et des pertes de temps sur le terrain, surtout si on opère en nomade.

2.3 les logiciels et ce qui va avec

Là aussi, on pourra lors de la préparation vérifier l'état du laptop (ou autres barebones) , son état de charge , et vérifier que les logiciels sont à jours.

3 mise en place

Si on opère en nomade et pas dans son environnement immédiat, je pense qu'une bonne check list des matériels à embarquer est utile.. rien de pire que de réaliser , à 20km de la maison, sous un ciel de course, qu'on a oublié une pièce maîtresse sans un tiroir.

Une fois sur le terrain, on procède à la mise en place du pied et de la monture (alignement grossier à la boussole de jour ou coup de laser sur la polaire la nuit)

4 mise en station

La mise en station consiste à aligner l'axe de rotation en AD avec l'axe du monde ( axe de rotation de la Terre) . La trace de cet axe dans le ciel de l'hémisphère nord est très voisin (mais pas confondu !) avec l 'Étoile Polaire.

4.1 dégrossissage

Comme dit précédemment, le trépied doit être positionné à +- 5 à 10° de la bonne direction (boussole ou laser) , et la base de la monture doit être à peu près nivelée (niveau à bulle sur le pied et/ou sur la base de la monture.

Partant de là, plusieurs options sont possibles :

4.2 visée avec une lunette spécifique

Certaines montures équatoriales sont équipées d'une petite lunette qui peut s'insérer dans l'axe AD et donc de viser dans la direction de cet axe. Le pôle réel étant distinct de la polaire, il faut s'aider de graduations (réticules gravés dans la lunette) et d’étoiles auxiliaires pour ajuster la bonne direction au moyen des réglages fins de la monture en azimut et altitude.

Pour plus de détails , ,je renvoie à un document pdf en anglais qui détaille la procédure utilisée sur le viseur de polaire qui équipe les montures Losmandy.

J'ai assez rapidement abandonné cette technique qui est impitoyable pour mes rétines et mes cervicales (plus toutes neuves!) .

4.3 visée de la région polaire avec caméra spécifique (polemaster)

Il existe une caméra CCD produite par le fabricant QHYCCD (Polemaster) qui se monte, avec un adaptateur ad hoc pour une monture donnée, sur l'axe AD. Cette caméra est couplé à un logiciel dédié qui guide l'opérateur pendant la phase d’alignement.

Le principe est le suivant :

• à partir d'une position dégrossie qui amène la polaire dans le champ de la caméra, on va faire tourner la monture deux fois autour de l'axe AD, après avoir repéré la position dans le champ de la polaire et d'une étoile auxiliaire proche de la polaire
• à la fin de chaque rotation, on pointe la position de l'étoile auxiliaire sur l'écran
• ... le logiciel restitue la position de l'axe de rotation réel de la monture à partir des positions successives de l'étoile guide
• la position de l'axe du monde dans le champ d'étoile est connu : c'est vers ce point qu'il faut déplacer l'axe de rotation de la monture
• >> le logiciel calcule les correction à apporter et affiche une cible sur laquelle il faut aligner la monture en jouant sur ses réglages fins (AZ et ALT)

A1vec un peu de pratique, la manip est extrêmement simple et rapide, et ne demande que quelques minutes.

4.4 visée de la région polaire avec une caméra générique

Certains logiciel (Sharpcap par exemple) proposent une aide du même style, analogue dans son principe : on peut le faire avec l'instrument principal ou avec une caméra guide, en les pointant vers la région de l'étoile polaire.

alignement "manuel " hors de vue de la polaire : méthode de Bigourdan

C'est une méthode qui permet d'aligner une monture sans voir la polaire, pratique si cette région est obstruée sur le site d'observation ( cas typique du bacon au sud en ville....). Elle est fondée sur la mesure de la dérive d'une étoile proche du méridien puis d'une étoile située à l'est ou à l'ouest. Elle a l’inconvénient d'être assez longue à réaliser pour obtenir un réglage précis.

On se reportera à un article Wikipédia détaillé sur cette méthode ; à noter qu'on peut améliorer le confort et la vitesse de mise en œuvre (on procède normalement avec un oculaire réticulé en visuel) si on dispose d'une caméra et d'un logiciel de guidage (PHD2 par exemple) qui va tracer les courbes de dérive et permettre des ajustements quantitatifs.

4.5 alignement assisté hors de vue de la polaire : méthode d'alignement sur trois points

Cette méthode est mise en œuvre grâce à un plugin du logiciel N.I.N.A.nommé "three points polar alignment". Le principe consiste à effectuer des mesures d'astrométrie ("plate solving") qui donne la position exacte du champ visé par une caméra sur trois points de visée successifs et d'en déduire les corrections à apporter à la position de la monture. Je renvoie à un petit guide en anglais produit par le fabricant Pegasus. On trouve bon nombre de tutoriel et d'article sur le net à propos de cette méthode, qui est très utile quand on ne voit pas la polaire mais qui à mon avis (je ne la pratique pas beaucoup) est un peu moins simple que l'approche "polaire" classique.

Les étapes d'utilisation de TPPA sont les suivantes:

• Installation : Installer le plugin TPPA dans NINA
• Configuration : S'assurer que le télescope est en focus, en position "home", et que la direction est réglée sur "East" (ou "West" si obstruction). Activer "Start from current position" et laisser les autres paramètres par défaut.
• Mesure : Lancer la procédure en appuyant sur "Play". NINA prendra alors 3 points de mesure via le plate solving pour analyser l'erreur d'alignement en azimut et altitude.
• Correction : Après réception des résultats, ajuster la monture à l'aide des molettes Altitude et Azimuth pour réduire l'erreur au maximum. Répéter la procédure 2-3 fois pour une meilleure précision.

5 pointage et cadrage

Une fois la monture alignée, on peut rallier la cible en faisant un Go To ( ou en utilisant un chercheur ...) sur celle-ci.

Après mise en position, on forcera un plate solving et on resynchronisera la monture sur la position actuelle.

On suppose alors que l'image est correctement centrée. Le plate solving fournit un angle de rotation de l'image par rapport au nord et permet de peaufiner le cadrage en faisant tourner la caméra. ( voir la phase de préparation )

6 prise de vue

6.1 démarrage du guidage

Si on dispose d'un moyen de guidage , lunette guide ou OAG, il faut alors activer le logiciel de guidage (PhD2 typiquement) après avoir choisit une étoile guide.

Ne pas oublier de forcer la calibration du guidage en début de séance ou après un renversement au méridien.

En cas de cafouillage du démarrage du guidage, il faut penser à recaler la monture qui a pu dériver légèrement pendant cette phase en refaisant un plate solving et une synchronisation.

6.2 prise de vue proprement dite

Lorsque le guidage est opérationnel, il est alors possible de démarrer une séquence de prise de vue que l'on peut automatiser avec des scripts qui vont dérouler automatiquement une séquence dont on aura défini les caractéristiques. On se réferrera à la documentation du logiciel utilisé (Sharpcap , N.I.N.A., etc)

7 images de calibration

7.1 la calibration

Elle consiste à mesurer, pour une élimination lors du traitement ultérieur, les causes de bruit ou de distorsion. Ces traitements seront appliqués aux images brutes , dites "lights" dans notre jargon.

Pour cela on utilise trois type d'images, décrites ci après : darks, flats, biases.

Combien d'images de chaque type faut-il réaliser ? On utilise plusieurs images de chaque type de façon à créer une image de référence ( master dark, master flat,master bias) par moyennage. Il existe probablement des dizaines de fil de discussion sur les forums où le nombre d'image est abordé. Une réponse correcte est de dire : quelques dizaines. Pour les darks qui ont par définition une durée potentiellement longue, on se limitera à une vingtaine d'images pour les temps de pose les plus longs.

7.2 darks

Les darks sont des images prises en obturant la caméra (ou l'instrument d'optique associé) pour mesurer la signature du bruit thermique de la caméra.

procédure :

• obturer le télescope / la lunette ou la caméra (on peut réaliser les darks en dehors de la session d'imagerie)
• utiliser impérativement le même gain, la même température de capteur et le même temps de pose que les images brutes
• réaliser une série de 20 ou 30 darks en fonction du temps de pose

7.3 flats

Les flats sont des images prise avec un éclairement uniforme, destinées à corriger les défauts d'homogénéité de l'image liés à la chaîne optique : les principaux défauts sont le vignettage et les poussières situées au voisinage du capteur (filtres, fenêtre de la caméra, capteur proprement dit.

procédure :

• la mise au point doit impérativement rester sur l'infini, comme pour les prises de vue
• l'éclairement se fait (i) sur le fond du ciel au crépuscule ou à l'aube, en ajoutant un diffuseur devant l'objectif (tissu uniforme, dépoli, ...) ou bien (ii) avec un écran à flat qui utilise une source de lumière diffuse dont l'intensité peut être réglable.

Ascension droite