SAFGA

Société Astronomique de France

Groupe d’Alsace

Construction d’un télescope Dobson de 406 mm

Suite au décès d’un de nos amis et membre, le conseil d’administration a décidé de financer le rachat de son matériel d’observation pour en faire profiter tous les membres de l’association. Dans ce lot, il y avait un télescope avec un miroir primaire de 406mm de diamètre. Ce télescope était un bel instrument, mais il ne pouvait servir qu’en station fixe dans un petit observatoire. La partie optique en particulier était montée dans un tube fermé relativement lourd, et la monture équatoriale était intransportable. Pour éviter que ce télescope ne s’endorme dans un placard, nous avons décidé de le transformer en un modèle léger et peu encombrant, pour qu’il puisse servir lors de nos sorties sur le terrain. Il a maintenant un avantage certain sur les autres instruments de l’association. Un tel diamètre attire forcément plus de monde, et surtout, est à même de créer ce choc émotionnel chez les débutants pour leur donner une réelle envie d’observer.

Ont participé au projet :

– Robert Marche, qui a toujours de très bonnes idées ;
– Luc Pistorius, doué d’une grande expérience ;
– Michel Hunzinger, le responsable des sorties ;
– Bernard Schwebel, très équipé en machines-outils.
Ils observent ensemble depuis des années sur la colline de Nordheim.

24 octobre 2003

L’équipe se retrouve pour la première fois ce vendredi soir chez Luc, pour définir les grandes lignes du projet. Il fallait aussi l’accord de chacun pour mener à bien la réalisation de ce télescope. À l’unanimité, enthousiasme général !

Chacun est chargé, jusqu’à la prochaine rencontre, de trouver des idées et des suggestions. C’est cela qui s’annonce le plus difficile. Mais bon, c’est bien parti, et le télescope de 406 renaitra bientôt sous sa nouvelle forme pour la plus grande joie des observateurs de la Safga.

7 novembre 2003

Ca y est, le projet est démarré. L’équipe se retrouve chez Michel. La première opération consiste à définir la partie du télescope d’origine à conserver. Le miroir, bien sûr, le barillet porte-miroir ensuite, de très bonne facture (une réalisation américaine). En aluminium peint en noir, il est très léger et équipé d’un ensemble de vis de collimation et de ressorts. Les vis seront remplacées par des modèles plus longs pour pouvoir traverser la plaque du fond en contre-plaqué.

La partie haute du tube du télescope sera intégralement conservée. Le tube en fibre de verre sera coupé à 25 cm du haut. Cette partie haute comprend l’araignée et le porte-oculaire. Elle est renforcée par des cerclages en aluminium et équipée d’un support pour un chercheur (où est le chercheur, au fait ?). Le porte-oculaire à crémaillère est à commande electrique, ce qui est un plus.
C’est là tout ce qui sera conservé, et ce n’est déjà pas mal. Une mesure approximative de la distance focale l’estime à 1,37 mètres, ce qui fait un rapport F/D d’environ 3,4. Le télescope sera très ouvert, et de ce fait très intéressant au point de vue photographie. Pour cela, il est décidé l’adjonction future d’une monture équatoriale de type « Poncet » et l’acquisition d’un correcteur de champ. Mais ce ne sera pas la vocation première du télescope, celle-ci restant bien sûr l’observation visuelle. L’association dispose d’ailleurs de quelques oculaires Nagler (4,8 – 9 – 13) qui conviendront à merveille
L’équipe prend aussi toutes les autres mesures pour établir un plan de construction. Il faut favoriser la compacité de l’ensemble une fois replié. Ceci pour faciliter le transport et la manutention par une seule personne.

Les matières principales seront le contre-plaqué « marine », l’aluminium pour les tubes et le Teflon + Formica pour les surfaces de frottement. Un collimateur laser sera réalisé et dédié au dobson, pour pouvoir refaire rapidement la collimation à chaque montage sur site. Le miroir principal sera ventilé sur sa face réfléchissante lorsque le tube sera fermé par un drap noir.

28 novembre 2003

Ce soir, réunion chez Luc. L’équipe alterne les réunions entre le domicile de Michel et le sien.

Deux livres, qu’on voit ci-dessous, font désormais parti de nos outils de travail. On y trouve énormément d’exemples de réalisations, ainsi que toutes les formules et les explications nécessaires à la réalisation du télescope, comme la résistance et la composition des différents matériaux, l’équilibrage, les répartitions des masses, etc.

Chacun a su réunir des documents, glanés dans les revues comme Sky and Telescope et sur le net. Bernard a déjà tracé quelques schémas des différentes parties mécaniques, et Michel a construit une petite maquette en carton et en bristol de la caisse du primaire Ceci pour expliquer comment l’intégralité du télescope, sans les tubes, viendra se loger à l’intérieur de la caisse du primaire.
Les prochaines étapes verront, entre autres, la mesure exacte de la distance focale du miroir primaire, le contrôle de sa qualité par la méthode de Foucault, puisque Bernard a construit un banc de Foucault. Puis le bon recouvrement du cône de lumière sur le secondaire sera vérifié, pour savoir exactement où placer le secondaire (avec son décalage latéral, étant donné son ouverture d’environ 3,4). La vocation première de ce télescope est l’observation visuelle, mais si le point focal peut être sorti assez loin du tube sans que le cône de lumière déborde du miroir secondaire (ce qui réduirait le diamètre utile du miroir primaire), la photo au foyer sera éventuellement possible.
La pesée exacte et les mensurations précises des différents éléments seront prises pour répartir parfaitement ces éléments, afin d’avoir un équilibrage parfait. Suite à cela, le premier plan intégral sera réalisé, et la cage du primaire devrait voir le jour très rapidement.

En fin de réunion, les projets futurs pour ce télescope sont abordés. Entre autres, l’affichage automatique des coordonnés avec un système à base de platines de « souris optiques » (voir le site suivant: http://web.telecom.cz/elektro-metal).

La prochaine réunion est fixée chez Michel, à Cosswiller, le 19 décembre 2003.

19 décembre 2003

Réunion chez Michel, sans luc (alité et fiévreux). Les mesures ont été effectuées :
– distance focale : 1428 mm
– diamètre du miroir : 406 mm (402 mm utiles)
– donc F/D = 3,5
– poids du miroir et de son barillet : 14,7 kg
– diamètre extérieur du tube : 470 mm
– épaisseur du tube : 3 mm
– longueur actuelle du tube : 1365 mm
– hauteur du porte-oculaire par rapport à la matrice du tube : 55 mm

La prochaine réunion verra la validation du plan de l’ensemble, réalisé par Bernard. Après cela, nous pourrons commencer la réalisation définitive du télescope. La réunion aura lieu chez luc le 16 janvier 2004.

16 janvier 2004

Ce soir, réunion à Nordheim… très, très animée ! Chacun a ses idées et ses convictions. Tout ce qu’il faut pour que ce soit très constructif !

Bernard présente le plan à l’échelle 1 sur plusieurs cartons. Inspirés de nos expériences personnelles et du travail effectué par Robert sur l’étude de l’ouvrage Dobsonion Telescope (après traduction), nous débattons élément par élément sur les solutions à retenir :

1. La base
Elle est prévue avec 3 points d’appui au sol, réglables en hauteur au moyen d’un taraudage dans la base pour mettre celle-ci à niveau ; ceci pour permettre l’utilisation des encodeurs (croquis). Un niveau à bulle de qualité sera fixé sur la base. L’un des encodeurs sera fixé sur l’axe du galet d’azimut.

2. Le berceau
Le deuxième encodeur, fixé dans un encoche, s’appuyera au moyen d’un galet et d’un ressort de compensation sur le secteur lisse de la boite à miroir. Un trou doit permettre le passage de la goupille de blocage du tube.

3. La boite à miroir
Elle sera ouverte dans le fond. Cette solution est retenue malgré certains inconvénients. Néanmoins, une rainure sur le pourtour intérieur permettra de recevoir une plaque de fermeture. Un autre trou pour la goupille de blocage de l’ensemble berceau-tube est prévu, afin de permettre l’assemblage sur le terrain. Le positionnement des ventilateurs pour la mise en température est aussi retenu.

De nouvelles données ont été collectées :
– la hauteur au sol de l’axe du porte-oculaire lorsque le tube pointe le zénith : 1450 mm ;
– la longueur des tubes en aluminium : 800 mm (2 barres de 6 m sont commandées).
D’autre part, notre ami Henri Hierholtz de Russ a mesuré le miroir de 406 mm par foucaultage (réalisé sur l’appareil de Foucault construit par Bernard). Les résultats sont très encourageants. Malgré un rapport d’ouverture de F/3,5 la qualité est au rendez-vous. On présente ici les résultats des mesures, à λ/12,4 !

Cette fois, ça y est, le projet entre dans sa phase de réalisation. Nous commençons par le tube optique pour déterminer la répartition des masses, pour enfin connaître la position de l’axe de basculement sur la boite à miroir avec précision. Ceci afin d’obtenir le bon équilibre de l’instrument avec le minimum de poids additionnels. La prochaine réunion aura lieu chez Bernard, le vendredi 13 février 2004.

13 février 2004

Bernard présente les travaux réalisés :
– la découpe du tube d’origine pour réaliser la cage supportant le miroir secondaire et le porte-oculaire ;
– la découpe des huit tubes d’aluminium pour le serrurier
– la fabrication des embouts et des brides qui serviront à la fixation des tubes à la cage et à la boite du miroir primaire ;
– l’assemblage de l’ensemble ;
– la récupération d’une queue d’aronde, dont une partie servait à la fixation de contre-poids sur le télescope d’origine ; elle servira au montage du chercheur.

Le démontage du support du miroir secondaire montre ses faiblesses : un mauvais maintien par l’utilisation d’un matériau peu solide. Une refonte s’impose. Nous en profitons pour étudier le miroir plan et définir la taille minimale pour ce télescope. Celle-ci est donnée par la formule a=P×D/F, où
– a est petit axe du miroir ;
– P est la distance du foyer à l’axe optique du miroir primaire (345 mm) ;
– D est le diamètre utile du primaire (402 mm) ;
– F est la distance focale du miroir primaire (1428 mm) ;
…ce qui donne environ 97 mm. Comme notre miroir mesure 100 mm, il ne devrait pas trop y avoir de problèmes concernant l’observation visuelle.

Robert suggère de fabriquer une plaquette indiquant les caractéristiques de l’instrument, ainsi que son appartenance. Une Plaquette qui sera fixée à terme sur le télescope. Il propose également une boule à la place de la poignée pour manoeuvrer le télescope.

L’idée des encodeurs à base de souris optiques est abandonnée au profit du système Eureka, déjà disponible à la Safga. Néanmoins, Bernard signale qu’il manque les éléments suivants : le manuel d’utilisation, le câble RS232 et les 3 disquettes d’installation. À vérifier auprès de ceux qui ont emprunté le matériel.

L’esthétique est abordée, surtout en ce qui concerne la peinture des différents éléments. Bernard propose du bleu martelé, Luc quant à lui pense à une couleur claire afin de rendre le télescope plus visible dans la nuit. L’intérieur sera bien sûr en noir mat, avec éventuellement de la feutrine noire.

L’étape suivante sera la construction de la boite à miroir et l’assemblage de l’ensemble optique pour déterminer le centre de gravité.

27 février 2004

 

La réalisation est bien avancée. Bernard a mis les bouchées doubles. Nous découvrons la boite à miroir et le support de ce dernier, un modèle de précision et de solidité. La boite est réalisée en contre-plaqué de coffrage, assemblée avec des chevilles plates et collée avec de la colle polyuréthane. Elle semble volumineuse, mais, conformément au cahier des charges, elle est destinée à recevoir la cage du secondaire une fois celle-ci démontée.

Le poids de l’ensemble est relativement important, et nous nous demandons s’il est judicieux de procéder ainsi. Il faut que l’ensemble puisse être monté et démonté par une seule personne. Nous continuons ainsi pour l’instant, et nous apporterons des modifications si cela devient trop lourd à manipuler. En attendant, quatre fentes seront fraisées dans la boite pour le transport.

La peinture sera d’un ton bleu martelé pour les parties extérieures, et toutes les parties intérieures seront peintes en noir mat. Éventuellement, de la feutrine sera appliquée dans la cage du secondaire. Un tissu noir entourera l’ensemble lors des observations en milieu pollué par les lumières ambiantes.

Nous prévoyons également le décentrage du miroir secondaire pour intercepter correctement le cône de lumière, comme cela se fait courrament pour les télescopes de type Newton très ouverts. Le calcul donne 7 mm du côté opposé au porte-oculaire.

La prochaine réunion est prévue le 26 mars 2004, chez Bernard.

26 mars 2004

Le tube optique est pratiquement terminé. Il manque la fixation des paliers et la finition (peinture, poignées et petits détails). Les machines-outils de Bernard ont bien tourné ! La géométrie et la qualité de la mécanique sont excellentes. Lors du test d’alignement optique avec un collimateur laser (photo), le faisceau est revenu exactement au même endroit après avoir démonté la cage du secondaire puis remonté tournée de 180°. Tout cela est de très bonne augure pour la fiabilité des réglages lors des montages sur terrains d’observations.

27 février 2004

 

Nous avons recherché le centre de gravité du tube optique, avec tous ses accessoires, pour définir la position des paliers. Il s’agit d’éviter une surcharge par ajout de trop de contrepoids.

Les surfaces en frottementLe seront en téflon-formica. Vu le poids de l’ensemble, il faudra du formica granuleux. Robert calculera la surface et l’épaisseur des patins en téflon en fonction du poids total du tube optique, qui est maintenant connu.

Le montage des encodeurs est pour l’instant abandonné, il sera facile de faire la modification par la suite. La vocation principale de ce dobson est l’observation visuelle et la recherche des objets se fera de façon visuelle par cheminement dans le ciel. Ce télescope aura avant tout une vocation pédagogique et la découverte des objets se fera par un apprentissage de la connaissance du ciel. Cette approche est malheureusement souvent abandonné de nos jours, avec la profusion de systèmes électroniques et informatiques, au profit de la facilité.

Il est choisi de réaliser un dobson très solide, car il doit être manipulé par un grand nombre de personnes, souvent novices. De ce fait, le poids total sera relativement élevé, et la manutention de l’ensemble (assemblage gigogne) par une seule personne ne sera pas aisée. Nous discutons sérieusement de revoir la conception de l’ensemble, mais nous conservons finalement le schéma d’origine. L’observateur sera rarement seul et le rangement dans une voiture se fera de façon à imbriquer les éléments ensembles dans le véhicule. Ce qui facilitera la tâche pour le cas éventuel où l’observateur serait seul. D’une pierre deux coup, cela résoud le problème de la place dans un véhicule.

Le chercheur (photo) est un 10×70 très lumineux, avec un large champ (origine Celestron). Il facilitera grandement le repérage dans le ciel, en particuleir pour les débutants. Il est à prévoir un système optique de redressement des images.

La prochaine réunion est fixée au 16 avril 2004, chez Bernard. Il faut dire que sa véranda a quelques avantages : il y a beaucoup de place, et quand la température sera plus clémente, il suffira de déplacer le télescope pour les essais sur le ciel.

7 mai 2004

L’équipe se réunie chez Bernard. Le tube, le berceau et l’embase sont prêts, le formica est collé et les patins sont fixés. Il reste à réaliser l’axe de rotation entre l’embase et le berceau, la fixation définitive des paliers et la peinture, intérieure et extérieure.

Après manipulations, nous constatons que le mouvement en site est satisfaisant, mais que le mouvement en azimut est nettement trop dur et rend le suivi problématique. Le frottement au niveau de l’axe est trop important. Nous choisissons de réduire la taille des surfaces d’appui en nous référant au livre The Dobsonian Telescope. Le résultat indique qu’il faut utiliser 3 patins de 46x46 mm. Notre modèle avait effectivement une dimension trop grande.

Les tubes en aluminium seront peints en noir avant la pose de la gaine isolante. Cette dernière sera à couper à ras avant la cage du primaire. La  » chaussette  » tissu destinée à fermer le tube sera pourvu de 2 languettes pour recouvrir les ouvertures de chaque coté qui font office de poignées. Pour l’instant, toutes les parties intérieures du tube seront peintes en noir mat. Ultérieurement, certaines parties seront recouvertes de feutrine adhésive, bien plus performante.

Cet instrument est destiné à tout membre de la Safga désireux d’organiser une sortie. Le télescope sera disponible chez Michel Hunzinger.Il suffira d’en faire la demande auparavant.

5 juin 2004

Cette fois, nous y sommes, le T400 est enfin terminé ! Voici quelques clichés pris avant les premiers essais.

Nous lui avons fabriqué une malette d’accessoires, dont voici quelques images (le chercheur est un 10×70) :

Tests

Le télescope dobson de 400 mm étant enfin opérationnel, nous avons pu parfaire la collimation et observer avec. Les premières impressions sont excellentes. Le startest révèle une très bonne optique. Les plages intrafocaleset extrafocales sont pratiquement identiques, ce qui est excellent. Il n’apparait pas d’aberration de sphéricité, la parabole est presque parfaite. Les surfaces sont douces. Tout ceci est assez inhabituel pour un miroir très ouvert (à F/D 3,4). Quelques essais sur des étoiles doubles (ε Lyrae) et triples (ι Cassiopeiae) confirment la bonne impression. L’instrument devrait être bon en planétaire. À confirmer…

Mais le principal intérêt de cet instrument est bien sûr le ciel profond. De ce côté-là, c’est impressionnant ! Avec une ouverture de F/D 3,4, il est indispensable de parfaire la collimation du miroir primaire à chaque mise en service du télescope, sinon les images se dégradent vite. Nous avions prévu cela à la réalisation, et le réglage est très facile. Etant donné la grande taille du télescope, il faut opérer à deux, l’un à l’oculaire, l’autre au miroir primaire.

Cependant, le télescope n’est pas encore parfait. Nous nous sommes rendus compte que le point focal est à l’extérieur du tube porte-oculaire. Placé tel quel, le miroir secondaire n’intercepte pas tout le cône de lumière du miroir primaire, ce qui réduit le diamètre utile du miroir primaire.

La solution est d’allonger les tubes de 25 mm, ce qui ramènera le point focal vers le tube et permettra au miroir secondaire de couvrir le cône de lumière dans son intégralité. À condition bien sûr de décaler le miroir secondaire dans le sens opposé du porte-oculaire, ce qui va de soi pour un tel rapport d’ouverture, et qui n’avait pas été réalisé d’origine.
À noter : ce défaut était connu depuis le début de l’opération, mais nous avions choisi de reproduire l’assemblage optique du tube tel qu’il était d’origine pour être opérationnel le plus rapidement possible. Nous avons prévu de faire les modifications nécessaires pour améliorer l’ensemble dans un second temps.

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