Sur cette page, la suite sur les télescopes géants actuellement en service.
Les grands télescopes (2)
télescope géant du Chili
Ces grands instruments regardent le ciel à travers l'atmosphère, hélas pour la netteté (pouvoir séparateur). Nous allons voir son influence, le moyen de la mesurer et le moyen de la corriger. Cette technique est: l'optique adaptative. Il ne s'agit plus de pallier les défauts assez lents du miroir comme dans l'optique active mais de corriger les changements rapides et aléatoires de l'image.
Il faut repartir de ce que c'est qu'une onde puisque la lumière en est. Pour cela, utilisons l'image "bateau" du caillou lancé dans la mare (pas un pavé! un gravier). Au point d'impact, se forment des ondulations qui se transmettent de proche en proche avec un rayon qui grandit au cours du temps. La courbure de la vague diminue donc et finirait par devenir pratiquement rectiligne si la mare était assez grande. Pas de problème de place dans l'espace, l'onde lumineuse qui nous vient des étoiles est vraiment plane à notre échelle (hors de l'atmosphère).
onde
onde lumineuse

Seulement, cette atmosphère est loin d'être tranquille! Des vents, des tourbillons l'animent. Ces mouvements sont le résultat de différences de température, de densité de l'air ce qui dévie les rayons lumineux qui la traversent, comme on le voit au-dessus d'un radiateur ou d'une route surchauffée. Derrière, l'image est tremblotante, c'est de cela dont il s'agit!

Sur cette image, on voit arriver les ondes bien plates, comme elles le sont dans l'espace. Elles tombent sur une mosaïque de petites lentilles et se concentrent au foyer de chaque lentille.

 

Las, toute la belle ordonnance précédente a disparu. Les ondes sont déformées et se concentrent ailleurs. Des photos diodes mesurent ces déplacements, un ordinateur reconstitue par le calcul la déformation de ces ondes et actionne un petit miroir déformable. Actions rapides et submillimétriques qui sont faites par des actionneurs piézo-électriques. Si l'onde correspondante forme un creux (comme en bas sur le dessin), cette partie du faisceau étudiée est arrivée un poil plus tard, la zone correspondante du miroir est avancée et la lumière ayant moins de chemin à faire, rattrapera son retard. Chaque zone de la mosaïque ayant été corrigée de la même façon, l'image reste fixe et peut être étudiée commodément.
ondes déformées
schéma dipositif correction
Et voici le schéma du dispositif. Je pense qu'il n'y a pas grand chose à ajouter sauf que certains objecteront que le dispositif ne peut pas corriger les turbulences puisque l'analyseur est après lui sur le trajet de la lumière! Mais, c'est une boucle de rétro-action fermée, la moindre déformation qui subsiste est corrigée jusqu'au meilleur résultat possible, une netteté quasi spatiale.

Et voici une sélection de sites pour approfondir la question de l'optique adaptative:

Cette page de l'Observatoire de Paris et aussi une présentation de NAOS avec une belle animation.

Toujours de l'Observatoire de Paris, des cours sur l'optique adaptative, très, très bonnes pages mais qui nécessitent l'installation de la plate-forme Java téléchargeable ici: http://java.sun.com/products/archive/j2se/1.4.1_07/.

Cette page de "Ciel et Espace"

Très beau site, clair, pédagogique, de l'observatoire de Grasse.

Le site de l'Institut des sciences de l'univers.

Le site du cours de M. Jacques Gispert vous apporte d'une façon claire et compréhensible par tous, une somme inouïe de connaissances scientifiques en astronomie en général et comporte une page sur les télescopes qui vous permettra de faire un point complet sur la question.

 

 

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