Collimation d'un télescope RC GSO 8"

LA COLLIMATION DU RITCHEY-CHRETIEN RC GSO 8"

Salut aux possesseurs de cet instrument. Je viens de me casser les dents pendant 3 mois sur cette question et je voudrais proposer ici une procédure que je soumets à vos commentaires.

Collimater un Ritchey-Chrétien nécessite en théorie des réglages sur plusieurs axes de mobilité :

- réglage du miroir primaire

- réglage du miroir secondaire

- réglage du tilt du porte oculaire

- réglage de la co-axialité primaire secondaire.

Le réglage du miroir primaire se trouve à l’arrière du tube, par 6 vis, trois tirantes et 3 bloquantes. 3 ou 6 vis servent généralement à régler le secondaire à l’avant du télescope. Le réglage du porte-oculaire se fait indépendamment du primaire par 6 vis agissant sur le tilt (l’inclinaison) du porte-oculaire. La co-axialité primaire secondaire se fait au niveau du support du secondaire par des réglages qui positionnent latéralement l’axe du secondaire par rapport au primaire.

Ces axes de mobilité sont tous disponibles sur des instruments haut de gamme, à citer par exemple les RCOS. Le modèle RC GSO 12’’ a quant à lui les deux réglages arrière séparés.

Sur un instrument comme le RC GSO 8’’ ou ses équivalents Astrotech 8’’ ou Orion RC 8 le rapport qualité prix a été privilégié et les seuls axes de réglage disponibles sont ceux du secondaire et du primaire (fig1a et 1b). Ce qui va rendre les choses un peu plus compliquées. De plus il est recommandé par le concepteur de ne jamais toucher au réglage du primaire. En effet un compromis optimum réalisé en usine fixe de façon définitive le miroir principal, ne laissant au client que la possibilité de collimater le secondaire.

Fig1a - Partie avant montrant les 3 vis hexagonales de réglage du miroir secondaire du RC GSO 8’’

Fig 1b Partie arrière du tube montrant les paires de vis de réglage du primaire à la base du PO (chromée=tirante, noire=bloquante).

Partant de là, si l’on n’est pas satisfait du réglage et si on touche à l’alignement du primaire, le compromis de réglage en usine est perdu définitivement et il devient impossible de retrouver une collimation satisfaisante. En conséquence il devient par ce fait impossible de procéder au lavage des miroirs.

C’est ce qui m’est arrivé et j’ai du passer des centaines d’heures sur le net et dehors afin de retrouver une technique reproductible aboutissant à nouveau à des images correctes. C’est cette technique que je voudrais exposer ici.

Principe de la collimation.

Contrairement à d’autres formules optiques qui sont plus tolérantes (Newton) la collimation des RC doit être extrêmement fine. Il s’agit en effet de mettre face à face les axes optiques du primaire (hyperbolique concave) et du secondaire (hyperbolique convexe) ce qui a pour effet simultané d’aplanir le champ et d’éliminer la coma.

La procédure classique d’alignement du RC est la suivante :

1- Alignement du porte oculaire. En introduisant un laser de haute qualité dans le porte-oculaire (PO), aligner le PO de telle sorte que le faisceau pointe exactement au centre de la marque centrale du secondaire.

2- Alignement du secondaire. En agissant sur les réglages à l’avant, orienter le secondaire de telle sorte que le faisceau revienne exactement au centre de la mire du laser.

3- Alignement du primaire. Sur une étoile, aligner le primaire jusqu’à obtenir l’image intra et extrafocale la plus parfaite possible.

Cela a l’air parfait et simple, mais il va sans dire que sur notre type d’instrument cela pose un problème, car le primaire et le PO sont solidaires et ont un seul réglage commun, celui de l’arrière du télescope. Dès lors que l’on touche au primaire, il faut rattraper une correction au secondaire, car le PO dévie, puis on est obligé de revenir au primaire. Certains procèdent par itération, mais comment contrôler ? Je me suis vite aperçu que cette méthode répondait à la même problématique que d’essayer de faire tenir une bille sur un ballon !

Les essais infructueux

Je me suis procuré procuré une platine de réglage du tilt du porte oculaire, mais dans le fond le problème est toujours présent car dès que l’on touche à l’axe du primaire on déporte l’axe optique et on est obligé de retrouver le centre par tâtonnements successifs et sans moyen de contrôle.

Fig.2 Platine de réglage du porte oculaire Teleskop Service

Je me suis également procuré le logiciel CCDInspector, malheureusement pas donné ( 167 euros).

Il offre une possibilité de réglage une étoile ou multi-étoile en temps réel en donnant des indications de valeur et de direction sur le correction à faire. En revanche il ne fonctionne en live qu’avec 2 logiciels : CCDSoft et MaxIm DL. Je me suis de plus interrogé sur la cohérence des résultats qui dépendent fortement de l’homogénéité du champ d’étoiles.

J’ai également essayé de nombreux réglages le jour à l’étoile artificielle. Ils n’ont jamais rien donné car là interviennent des problèmes de température du tube et des problèmes de flexion du miroir car on travaille à l’horizontale.

Proposition d’une procédure pour collimater le RC GSO 8’’

Elle se déroule en 3 étapes :

- Alignement du secondaire

- Alignement du primaire

- Collimation finale

Les deux premières étapes se déroulent en pleine lumière et la troisième la nuit sur un champ d’étoiles.

1 . Alignement du secondaire

1.1- Placer le PO directement sur le fond du télescope ce qui minimise le tilt. Introduire un laser de collimation dans le PO et se débrouiller pour que le rayon de celui-ci pointe exactement dans le centre de la marque du centre du miroir secondaire.

1.2- A l’aide des vis de réglage du secondaire situées à l’avant, régler pour obtenir le retour du faisceau au centre de la mire du laser.

L’emploi d’un oculaire type Cheshire donne d’ailleurs le même résultat. On pointe le télescope sur un mur blanc bien éclairé. Il faut centrer le point noir dans le milieu du reflet de la mire.

2. Alignement du primaire

Je remercie J.M. Lecleire de m’avoir montré cette technique.

Pointer le télescope sur un mur blanc bien éclairé. Observer dans l’axe du télescope et à environ 70cm depuis l’arrière à travers juste le porte-oculaire vide. On voit du bord vers le centre :

- le bafflage du trou du primaire

- le bord du jour

- le 1° reflet du jour avec l’araignée

- un premier anneau noir fin A. Pour le voir se détacher, il faut reculer à environ 0,7 à 1m à l’arrière du tube. C’est le reflet du baffle du secondaire.

- le 2° reflet du jour, l’anneau clair B, avec le second reflet de l’araignée, plus fin que le premier.

- le second anneau noir large C, reflet du bafflage du trou du primaire

- le reflet de l’œil

- la marque centrale du secondaire.

Il s’agit d’obtenir une image parfaitement concentrique des anneaux A B et C, et notamment l’anneau B doit être parfaitement circulaire.

C’est le premier niveau de collimation du primaire.

Fig.3 Reflets du miroir secondaire à partir de l’ouverture arrière du télescope à une distance d’environ 70 cm.

Attention : si vous effectuez les tests 1 et 2 sur des tubes qui délivrent de bonnes images, ne vous étonnez pas si les figures que voyez dans vos visées ne sont pas exactement centrées. Ne touchez à rien. Ne dérèglez pas un tube collimaté !

3- Collimation finale

Les 2 étapes précédentes peuvent correspondre à ce qu’on pourrait appeler la collimation mécanique, alors qu’interviendrait à présent la collimation optique. On va voir que le réglage final nécessite encore de fines corrections. Cela provient de minuscules écarts entre les lignes théoriques et les lignes réelles du chemin optique.

On va maintenant pointer le télescope sur une étoile et effectuer un star-test classique (http://legault.perso.sfr.fr/collim_fr.html), soit une visée directe sans renvoi avec un fort grossissement sur une étoile de bonne magnitude. On pourra constater la plupart du temps que l’alignement est parfait, il n’y a rien à retoucher. Si ce n’est pas le cas on retourne aux étapes 1 et 2.

On obtiendra le même résultat sur une acquisition d’image de la même étoile défocalisée : image en couronne (donut) avec point central au milieu et anneaux parfaitement concentriques (fig. 4)

Fig 4 Image d’une étoile défocalisée fortement zoomée.

Si ce n’était pas le cas, on ajustera les vis de réglage du secondaire afin de centrer au mieux possible la couronne.

Mais la surprise viendra lorsqu’on fera une acquisition d’image que l’on verra fuir les étoiles en ellipses de plus en plus allongées en se rapprochant des bords, particulièrement sur un bon tiers de l’image…

Fig 5 Collimation imparfaite : les étoiles ont allongées en ellipses dans le tiers en bas à gauche ou les aigrettes des étoiles sont de plus dédoublées dans la direction opposée.

En fait la collimation finale sera pilotée à partir de ce stade en observant une image de la CCD en mode acquisition sur des poses courtes de quelques secondes à peine.

Elle s’effectuera sur un champ d’étoiles défocalisé. On choisit pour cette opération un amas ouvert, comme ici NGC 869, l’un du Double Amas de Persée.

On obtient l’image d’un champ de couronnes :

Fig. 6 Image brute d’un champ d’étoiles défocalisé.

Hormis les étoiles de la partie centrale qui ne sont pas déformées, celles des parties périphériques s’allongent vers l’extérieur.

Si on y regarde de plus près, on constate qu’il existe une plage dans laquelle les couronnes ne sont pas déformées et que le centre de cette plage est décentré par rapport au centre de l’image, ou plutôt par rapport à à l’axe optique du système.

Fig. 7 En surbrillance la plage d’étoiles non étirées.

Le réglage final consiste naturellement à faire coïncider la plage d’étoiles non étirées avec le centre de l’image (considéré comme centre optique du système) en agissant sur les réglages du miroir secondaire. : Fig 7

Fig 8 -Champ d’étoiles défocalisées et centré

Après avoir fait la mise au point, on vérifie maintenant avec des poses sur une image réelle :

Fig 9 Image de test après le centrage du secondaire : l’instrument est collimaté.

Le but est donc atteint après des ajustements mineurs sur le secondaire.

encore une fois: si vous effectuez les tests de visée sur un tube qui délivre de bonnes images, ne vous étonnez pas si les figures que voyez dans vos visées ne sont pas exactement centrées. Ne touchez à rien. Ne dérèglez pas un tube collimaté !

A vos commentaires

Salut,

super boulot, mais on ne voit pas les figures 5 et 6 (pb de lien ?)

sinon la dernière étape sur un champ défocalisé, tu l'as trouvé tout seul ? ou tu as une référence quelque part ? Pour ma part je ne connaissais pas...

dernière question : a priori c'est pareil sur le 10'' (sauf que les vis du primaire sont à l'exterieur..), right ?

Bruno

slt,

Merci pour ton travail! J'ai aussi des soucis de collim avec mon RC même si je me suis pas occupé du problème depuis un petit moment.

Je vais lire tout ça...

Moïse

Salut,

 

super boulot, mais on ne voit pas les figures 5 et 6 (pb de lien ?)

 

 

Bruno

regardes encore

 

sinon la dernière étape sur un champ défocalisé, tu l'as trouvé tout seul ? ou tu as une référence quelque part ? Pour ma part je ne connaissais pas...

 

ça fait 3 mois que je cherche, j'ai rien trouvé, alors je propose cette technique aux commentaire...

dernière question : a priori c'est pareil sur le 10'' (sauf que les vis du primaire sont à l'exterieur..), right ?

sur le 10" tu as les réglages séparés pour le miroir principal et le PO, donc il vaut mieux faire les ajustements finaux au primaire

Bien amicalement,

Francis

Petite question consernant ce RC8. Pour nettoyer le primaire au mieux, quelle serait la marche à suivre ?

Merci pour les conseils !

Edit. De plus j'ai remarqué chez moi qu'avec un laser Baader, alors que je colimate au Taka et que c'est OK à priori, que le laser ne revient pas pil poil au centre de la mire. Je ne sais pas si c'est un problème de tilt au autre...

Petite question consernant ce RC8. Pour nettoyer le primaire au mieux, quelle serait la marche à suivre ?

Merci pour les conseils !

Je te souhaite du courage si tu veux te lancer la dedans...

Ils m'ont dit chez OU qu'ils feraient la manip pour env 2-3 heures à 60euros de l'heure...

Moi j'hésite encore, je vais attendre encore une saison avant de me lancer. Mais d'autres l'on fait http://deepspaceplace.com/gso8rcpointing.php

Edit. De plus j'ai remarqué chez moi qu'avec un laser Baader, alors que je colimate au Taka et que c'est OK à priori, que le laser ne revient pas pil poil au centre de la mire. Je ne sais pas si c'est un problème de tilt au autre...

C'est un point qui a été remarqué par plusieurs personnes: quand l'image est parfaite, il arrive qu'il y ait des écarts avec les éléments de visée...

Bien amicalement,

Francis

Bonjour,

J'ai démonté le miroir de mon RCGSo 8" puis remonté et collimaté sans trop de difficultés avec un cheshire puis un champ d'étoiles.

Attention, le miroir n'est pas forcément perpendiculaire au baffle du Po. Il repose sur trois petites cales en plastique de mauvaise qualité et sur le mien, la bague de serrage du miroir sur son support était vraiment déssérée d'origine, ce qui ne facilitait ni la collimation ni le suivi prés du méridien avec un guidage en parallèle.

Les cercles observés de jour dans le cheshire ne sont pas forcément concentriques quand la collim est bonne.

J'ai fait cette image récemment http://astrob.in/34455/.

Elle est fullframe et c'est un guidage avec un OAG, le guidage en // avec le RC étant vraiment aléatoire à cause du système de maintien du miroir. Je réfléchis à une modif.

Bonjour,

J'ai démonté le miroir de mon RCGSo 8" puis remonté et collimaté sans trop de difficultés avec un cheshire puis un champ d'étoiles.

Attention, le miroir n'est pas forcément perpendiculaire au baffle du Po. Il repose sur trois petites cales en plastique de mauvaise qualité et sur le mien, la bague de serrage du miroir sur son support était vraiment déssérée d'origine, ce qui ne facilitait ni la collimation ni le suivi prés du méridien avec un guidage en parallèle.

Les cercles observés de jour dans le cheshire ne sont pas forcément concentriques quand la collim est bonne.

J'ai fait cette image récemment http://astrob.in/34455/.

Elle est fullframe et c'est un guidage avec un OAG, le guidage en // avec le RC étant vraiment aléatoire à cause du système de maintien du miroir. Je réfléchis à une modif.

Bravo pour l'image.

Le résultat du "bricolage" parait très encourageant!

Bien amicalement,

Francis

Tu n'aurais pas des shoots de ton demontage - remontage des fois ?

Mes commentaires:

1- D'abord c'est du bon boulot. Felicitations. Explications claires qui vont servir a d'autres. C'est un professionnel qui te le dit.

2- Pour etre plus precis j'aurais aime avoir une idee des types d'ajustement angulaires que tu fais. C'est a dire au moins indiquer le pas des vis de reglages (primaire secondaire), les sensibilites angulaires au dixieme de tour de vis, tes impressions au niveau reproductibilite des ajustements (backlash eventuel).

3-Ton critere de reussite de collimation est l'uniformite de la forme de l'etoile defocalisee sur tous le champs de vue. C'est un critere qualitatif. As tu essaye de quantifier en evaluant l'uniformite de la FHWM sur le champ avant/apres collimation? Ce qui permettrait de detecter aussi un eventuel tilt du capteur par rapport au plan focal. A mon sens c'est ce cote quantitatif qui manque ici a ta description.

Mais la methode est bonne et c'est la base de tout alignement optique:

1 -reglage mecanique des optiques en utilisant de bonne references mecaniques

2- reglages optique avec un critere qualitatif voire quantitatif (star test, foucault, interfero)

3- evaluation quantitative des performances obtenues et comparaison avec la theorie. C'est ce qui manque ici mais en general, cette etape necessite des moyens pro. Neanmoins l'uniformite de la FWHM sur le champ reste un bon moyen d'evaluation finale. Accessible a un amateur.

Non, je n'ai pas ça, mais tu peux avoir une première idée de la fixation miroir ici :

http://deepspaceplace.com/gso8rcpointing.php

Mes commentaires:

 

1- D'abord c'est du bon boulot. Felicitations. Explications claires qui vont servir a d'autres. C'est un professionnel qui te le dit.

2- Pour etre plus precis j'aurais aime avoir une idee des types d'ajustement angulaires que tu fais. C'est a dire au moins indiquer le pas des vis de reglages (primaire secondaire), les sensibilites angulaires au dixieme de tour de vis, tes impressions au niveau reproductibilite des ajustements (backlash eventuel).

3-Ton critere de reussite de collimation est l'uniformite de la forme de l'etoile defocalisee sur tous le champs de vue. C'est un critere qualitatif. As tu essaye de quantifier en evaluant l'uniformite de la FHWM sur le champ avant/apres collimation? Ce qui permettrait de detecter aussi un eventuel tilt du capteur par rapport au plan focal. A mon sens c'est ce cote quantitatif qui manque ici a ta description.

 

Mais la methode est bonne et c'est la base de tout alignement optique:

1 -reglage mecanique des optiques en utilisant de bonne references mecaniques

2- reglages optique avec un critere qualitatif voire quantitatif (star test, foucault, interfero)

3- evaluation quantitative des performances obtenues et comparaison avec la theorie. C'est ce qui manque ici mais en general, cette etape necessite des moyens pro. Neanmoins l'uniformite de la FWHM sur le champ reste un bon moyen d'evaluation finale. Accessible a un amateur.

Merci de tes remarques. Je ne suis pas allé jusqu'au quantitatif, mon but était simplement de retrouver la capacité de l'instrument à faire de belles images...

Hello ! Je reviens sur le sujet car il me semble que le réglage final sur étoile est sensé se faire sur le primaire ? Il me semble avoir vu ca sur la doc du RC de chez Astro tech...

Bonjour,

en complément j'ai trouvé cette page

http://deepspaceplace.com/gso8rccollimate.php

utilisant un bathinov et le live view. Je l'ai testé sur mon rc10, et cela semble fonctionner plutot bien, et c'est assez facile à mettre en oeuvre...

Bruno

Hello ! Je reviens sur le sujet car il me semble que le réglage final sur étoile est sensé se faire sur le primaire ? Il me semble avoir vu ca sur la doc du RC de chez Astro tech...

Pas forcément. Tu peux régler les 2 alternativement sur une étoile, mais il faut en régler un en intrafocale et l'autre en extra focale et ne pas changer ce choix jusqu'à la fin sinon tu ne peux pas converger.

Perso je préfère finir par le secondaire comme un SCT pour avoir une colim parfaite au centre.

Mais le lien indiqué par Bruno est extrêmement intéressant, que ce soit pour un RC ou un autre tube, comme un newton ouvert. Si pas de Bahtinov ça marche aussi avec les aigrettes, mais il ne faut pas de turbu et on n'a pas d'indication du sens de dé focalisation comme avec le Bahtinov.

Mais le Bahtinov, c'est vraiment excellent pour la mise au point.

en fait je n'ai pas utilisé de bathinov sur cette procédure, j'ai simplement regardé la fvwm au liveview dans chaque coin, et corrigé là où elle était la plus mauvaise. Ainsi tout se fait au live view, c'est très confortable... c'est peut être un peu mieux avec le bathinov, mais en tout cas j'ai déjà bien amélioré mes images...

(et c'est olivdeso qui m'avait trouvé le lien :-)

Bruno

La symétrie des reflets successifs en regardant sur les cotés du secondaire marche bien aussi.

Si les 4 cotés sont symétriques les deux miroirs ont le même axe optique. C'est assez sensible et facile à régler de jour. C'est sensible au 1/10 de tour.

Les réglages du primaire pour égaliser les 4 cotés puis ceux du secondaire avec le chechire. Avec plusieurs itérations on arrive à de bons résultats sans électronique et informatique

Attention aux reflet du baffle qui n'est pas concentrique avec les autres dans mon RC, le miroir n'étant pas parfaitement perpendiculaire à son support.

La symétrie des reflets successifs en regardant sur les cotés du secondaire marche bien aussi.

Si les 4 cotés sont symétriques les deux miroirs ont le même axe optique. C'est assez sensible et facile à régler de jour. C'est sensible au 1/10 de tour.

Les réglages du primaire pour égaliser les 4 cotés puis ceux du secondaire avec le chechire. Avec plusieurs itérations on arrive à de bons résultats sans électronique et informatique

Attention aux reflet du baffle qui n'est pas concentrique avec les autres dans mon RC, le miroir n'étant pas parfaitement perpendiculaire à son support.

Tu fais donc de l'autocolimation en regardant le primaire tout autour du secondaire? c'est intéressant...un autocolimateur pour newton comme le catseye ou la farpoint marcherait peut être bien aussi plutôt qu'un simple cheshire...

@Bruno, tu m'a convaincu pour le Bathinov, je n'utilise plus que ça, c'est vraiment très sensible et précis quelle que soit la turbu.

Et aussi, c'est très utile pour investiguer la courbure de champ ou le tilt : tu vois tout de suite dans quel sens c'est défocalisé, super pratique pour comprendre ce qui se passe.

J'en ai 2, un fait pour SCT et l'autre fait pour des tubes de 150/180, mais en fait ils marchent aussi très bien sur des lunettes nettement plus petites, de 100mm par ex, donc design pas très critique.

Optec fait un Bathinov Robotisé (et aussi des écran à flats robotisé, ils ont racheté alnitak), pratique en remote

Tu fais donc de l'autocolimation en regardant le primaire tout autour du secondaire? c'est intéressant...

???? Comment ça regarder le primaire autour du secondaire ???

Ce que l'on regarde ce sont les reflets successifs de l'araignée et du bord du support du secondaire. On peut en voir 5 ou 6.

Comme deux miroirs face à face dans une pièce. On s'automultiplie faute de s'autocollimater.

Regardes sur les cotés du secondaire au niveau du départ de l'araignée.

C'est intéressant....

C'est une technique décrite depuis longtemps.

J'ai contrôlé avec le bathinov sur un amas, rien à retoucher.

Il faut que je reprenne ce réglage, j'ai nettoyé le miroir et la collim a un peu bougé malgré les précautions.

???? Comment ça regarder le primaire autour du secondaire ???

 

Ce que l'on regarde ce sont les reflets successifs de l'araignée et du bord du support du secondaire. On peut en voir 5 ou 6.

Comme deux miroirs face à face dans une pièce. On s'automultiplie faute de s'autocollimater.

Regardes sur les cotés du secondaire au niveau du départ de l'araignée.

.

OK on est d'accord, mais effectivement il ne faut pas être trop gêné par le baffle du secondaire.

Maintenant avec les GSO, le primaire étant fixé au porte oculaire et collimaté avec celui ci en usine, en théorie on devrait pouvoir aligner l'ensemble primaire/porte oculaire juste avec un laser dans le PO, en le pointant au centre de la marque du secondaire. Ensuite il reste à colimater le secondaire sur une étoile. ça suppose un laser bien colimaté et de qualité et que le primaire soit bien réglé en usine.

Pour le retour du laser, en barlowtant on aura la marque du secondaire projetée dans le PO, mais elle risque fort d'être très large et très diffuse. Un laser avec mire holographique serait plus pratique.

Ca marche si le PO est concentrique avec l'axe optique du primaire, ce n'est pas le cas du mien.

Une vue des cercles. Si c'est symétrique des 4 cotés, alors les miroirs sont sur le même axe.

Je ne vois pas trop ce qu'il se passe sur ta photo ?

En gros tu fais en sorte que l'arraignée a gauche (sur ta photo, donc a ta droite) a ses reflets superposés les uns aux autres ?

Il faut que la "perspective" des reflets successifs des cercles soit alignée avec les reflets des araignées et ça sur les 4 cotés de l'araignée.

Il y a un tuto en anglais, je cherche.

Je ne retrouve pas le blog qui décrivait en détail la méthode.

Mais regardes là :

http://www.davidcortner.com/slowblog/20110815c.php

cette methode des reflets, c'est pour le primaire ? le secondaire ? les 2 ?

le secondaire apparemment.

Les deux. Il n'y a qu'une seule position de chacun des deux miroirs pour laquelle les axes optiques sont confondus.

Dans la pratique, je règle le primaire pour que les reflets soient les plus symétriques possible puis réglage du secondaire avec le cheshire puis retour au primaire, etc...