La technologie de demain

[Holy****]

Bonjour.

Je ne sais pas si certains ont vu cette news:

 

http://sciencesetavenir.nouvelobs.com/espace/20130823.OBS4162/scruter-le-ciel-depuis-la-terre-comme-dans-l-espace.html

 

Je pense que le coup de la lentille à géométrie variable va en faire réver plus d'un ici. Quelques années (décennies ), et cette techno se sera démocratisée!

[tete2supernova]

affaire passionnante et à suivre!

 

Mais si « Aujourd’hui, c'est presque comme si on avait un télescope avec un miroir de 6,5 m dans l'espace » comme dit Laird Close, quel sera l'intérêt des télescopes spatiaux?

Le "presque" justifiera-t-il les moyens mis à dispositions pour ces prouesses techniques?

[astromagman]

j'avoue ne pas comprendre ou est la "nouveauté" ?

 

l'optique adaptative est utilisée sur de nombreux grands telescopes terrestres depuis un moment deja ! le VLT, le kerk par exemple, utilisent cette technique ...

[cleisyaw]

Il semblerait que ce système permette d'observer dans le visible, là où les systèmes en place sur le VLT et compagnie ne fonctionnent qu'en infrarouge.

Il reste tout de même intéressant de lancer des télescopes dans l'espace. En particulier pour observer dans des longueurs d'onde inaccessibles depuis la surface.

[VNA]

Adaptive Optics n'est pas si nouveau. Quand j'ai visité le Mount Wilson le mois dernier j'ai appris que l'on avait ajouté cette technologie au mirroir de 2 mètres 54 pas mal d'années auparavant!

 

Adaptive optics was first envisioned by Horace W. Babcock in 1953, and was also considered in science fiction, as in Poul Anderson's novel Tau Zero (1970), but it did not come into common usage until advances in computer technology during the 1990s made the technique practical.

 

C'est l'ordinateur qui a facilité cette technologie.

[jarnicoton]

Ce n'est pas de la technologie ; c'est de la technique.

Les deux mots n'ont pas le même sens.

Le premier est simplement plus ronflant.

[syncopatte]

Pour en savoir plus sur Magao:

 

https://visao.as.arizona.edu/

 

Une publication: https://visao.as.arizona.edu/wp-content/uploads/2012/09/SPIE_Close_2012.pdf

 

Patte.

Modifié 27 août 2013 par syncopatte

[Super]

Il semblerait que ce système permette d'observer dans le visible, là où les systèmes en place sur le VLT et compagnie ne fonctionnent qu'en infrarouge.

 

Je ne saisis pas bien pourquoi le vlt compense les perturbations atmosphériques et que ça n'agit que dans l'infrarouge .. ??? Si le miroir bouge, il bouge pour toutes les longueurs d'ondes non ??? ya un truc que je ne pige pas bien ...

[jarnicoton]

Il doit être techniquement plus facile de corriger des ondes plus longues que des plus courtes, parce que la déformation mécanique nécessaire n'est pas aussi fine.

[jldauvergne]

Ce n'est pas la première optique adaptative mise sur un grand télescope du tout.

Illustrer ça avec une photo d'Orion qui n'a rien à voir c'est étrange aussi, ....

[jldauvergne]

Je ne saisis pas bien pourquoi le vlt compense les perturbations atmosphériques et que ça n'agit que dans l'infrarouge .. ??? Si le miroir bouge, il bouge pour toutes les longueurs d'ondes non ??? ya un truc que je ne pige pas bien ...

 

Plus tu es dans des longueurs d'onde courtes et plus l'amplitude de la turbulence est forte, et donc plus elle est difficile à corriger.

Ce qui sert de référence de sont des lasers sodium, dans le jaune donc. On ne peut donc déjà de base pas corriger des longueurs d'ondes plus courtes que ça.

[jldauvergne]

Ce qui est un peu nouveau en fait sur leur OA c'est de pouvoir faire des images jusqu'à 630 nm. Donc dans la partie rouge de la lumière visible. Mais ils ne sont pas les premiers.

 

 

Ils ont un Strehl de 80% à 2µm. A cette longueur d'onde le télescope a la résolution d'un télescope de 1,6 m qui observerait dans le vert (moins bien que Hubble donc).

 

A 620 nm le strehl chute à 20%. Je ne sais pas comment ça se traduit en résolution, mais ça ne doit pas être fameux. Il me semble que les japonais ont déjà fait des choses comme ça il n'y a pas longtemps, et ils gagnaient un facteur 2 à 3 en résolution par rapport aux images sans optique adaptative.

 

En résolution brute, Hubble reste difficile à dépasser si on considère des images prises dans le vert ou le bleu. Par contre effectivement, les instruments au sol peuvent aujourd'hui faire mieux que lui à plus de 1µm de longueur d'onde.

Modifié 27 août 2013 par jldauvergne

[Super]

Merci pour l'explication, c'est plus clair comme ça.

[Holy****]

Comme quoi il est simple d'épater un newbie!

Je me disais que surtout, à plus ou moins long terme, ce genre de technologie se démocratisera et permettra certainement à de simples amateurs de voir beaucoup plus de choses qu'aujourd'hui.

[Olivier G]

Effectivement, tous les grands télescopes sont déjà équipés d'AO.

 

Ici, l'image d'Orion en HD au Magellan : http://newswatch.nationalgeographic.com/2013/08/22/photos-sharpest-views-of-the-cosmos-ever/

 

Et celle du HST : http://starryskies.com/articles/2007/07/mw-img/hst.orion01.jpg

 

A y regarder de plus près on est encore "loin" d'Hubble.

[jldauvergne]

Je me disais que surtout, à plus ou moins long terme, ce genre de technologie se démocratisera et permettra certainement à de simples amateurs de voir beaucoup plus de choses qu'aujourd'hui.

Pas forcément. Déjà parce que le composant principal de la turbulence au niveau amateur c'est le tip tilt. Le corriger, c'est éliminer une large part du problème. De tels systèmes existent déjà chez Sbig et Starlight, mais ne vont pas vraiment assez vite pour corriger la turbu, ou alors de façon marginale. Le système est simple, c'est juste un miroir plan qui bouge vite pour compenser les mouvements de l'étoiles guide. Il corrige surtout tous les petits défaut de guidage. Imaginer un système qui aille plus vite il n'y a qu'un pas. C'est techniquement possible pour les amateurs dès aujourd'hui. Mais il faut avoir en tête que l'image sera plus nette sur un champ minuscule, 1' en ordre de grandeur en étant généreux si la nuit est très bonne. Pour corriger un champ large il faut plusieurs miroirs déformables et si possible une étoile artificielle, ... c'est très compliqué et couteux. Ca on ne le verra pas demain, ni après demain, ni après après demain

 

Ce qui est plus prometteur, ce sont les stratégies de lucky imaging avec des caméras à faible bruit. http://www.ast.cam.ac.uk/research/lucky Ca c'est déjà à la portée des amateurs avec des EMCCD d'entrée de gamme. Bientôt on aura peut être aussi une démocratisation des capteurs sCmos à faible bruit. Peut de personnes ont prospecté ce terrain, mais c'est just do it.

[elarwen]

Plus tu es dans des longueurs d'onde courtes et plus l'amplitude de la turbulence est forte, et donc plus elle est difficile à corriger.

Ce qui sert de référence de sont des lasers sodium, dans le jaune donc. On ne peut donc déjà de base pas corriger des longueurs d'ondes plus courtes que ça.

 

Ah d'accord... Pour ma part, j'avais toujours pensé que ça corrigeait pas mal "un peu à toutes les longueurs d'onde". Le choix des lasers sodium me paraissait relatif aux possibilités de réflexion dans le ciel pour construire "l'étoile artificielle", à 589nm si je suis bien. Il restait à quantifier ce "un peu à toutes les longueurs d'onde": la fenêtre bien corrigée fait-elle 2 ou 200 nm de large?

 

Excuse-moi Jean-Luc, mais étant novice en physique et en optique certaines choses m'échappent...

Lors d'une diffraction, donc de la turbulence, le bleu est moins dévié que le rouge. Alors on corrige comme du bleu, ou comme du rouge? En calquant l'adaptation sur le retour d'un laser sodium, on corrige comme du jaune, façon de couper la poire entre les deux couleurs et "d'ajuster" moins faux sur la plus grande partie du spectre visible. Le sodium aurait donc le bon goût d'être au milieu. Pour prendre du bleu, il faudrait un laser bleu, mais le problème c'est qu'on n'a pas les réflexions qu'il faut dans le ciel pour du bleu...

 

N'hésite pas à me dire si je me mets le doigt dans l'oeil jusqu'à l'omoplate ou simplement jusqu'à la cornée...

Je ne m'attendais pas à ce que l'amplitude des déformations d'image soit plus grande dans le bleu. A quoi est-ce dû?

Appliquer une correction "jaune" à de la lumière bleue permet-il tout de même de réduire de manière significative la déformation (à abaisser raisonnablement bien l'amplitude) ? Finalement, à quel point faut-il filtrer les longueurs d'onde "trop éloignées"?

 

En fait, je crois que ma question résulte du fait que j'ai du mal à matérialiser dans ma compréhension la notion "d'amplitude". Avoir à déplacer "peu" ou "beaucoup" le miroir pour corriger, c'est bien cela? Ca ne doit pas être cela, car sinon on corrigerait "trop" en se calquant sur le jaune...

 

 

 

Ce qui est plus prometteur, ce sont les stratégies de lucky imaging avec des caméras à faible bruit.

 

Je ne suis pas (encore) photographe...

L'augmentation de la sensibilité des capteurs permet de réduire le temps de pose. Donc la probabilité d'obtenir une image propre. On "fige": c'est bien là-dessus que repose le lucky imaging? Dans ce cas, il apparaît comme une évidence en planétaire, mais en ciel profond je ne comprends pas, à moins de cumuler des poses unitaires d'une durée qui se rapprocherait du centième de seconde pour "figer". Des fréquences de planétaire, quoi...

Cela permettrait à un photographe d'avoir des films contenant un nombre de plus en plus important d'images en un temps donné, donc il pourrait se permettre d'être plus sélectif dans le choix des images à compositer.

Cornée, ou omoplate?

[jldauvergne]

la fenêtre bien corrigée fait-elle 2 ou 200 nm de large?

Tout dépend du niveau de qualité final que tu veux avoir je pense. L'ordre de grandeur de bande passante des filtres standards est de 100 nm http://en.wikipedia.org/wiki/Photometric_system

 

Lors d'une diffraction, donc de la turbulence, le bleu est moins dévié que le rouge.

Les courtes longueurs d'onde (bleu) sont plus affectées que les rouges. Le laser sodium est dans une logique de qui peut le plus peut le moins par rapport au longueur d'onde plus courtes.

 

Le sodium aurait donc le bon goût d'être au milieu.

Non, il a surtout le bon gout de se réfléchir à 90 km, je ne sais pas si il y a d'autre couches pour d'autre longueurs d'ondes. Sans doute que oui, mais je ne sais pas lesquelles.

 

Je ne m'attendais pas à ce que l'amplitude des déformations d'image soit plus grande dans le bleu. A quoi est-ce dû?

A ta longueur d'onde tout simplement. C'est comme en optique, un télescope est toujours meilleur dans le rouge que dans le bleu. Si les défauts sur ton miroir sont de 100 nm par exemple, c'est proportionnellement plus grand pour une onde bleue (400 mn) que pour une onde rouge (700 nm), donc ça l'affecte plus. Le bras de levier du défaut est important. Plus tu vas dans des longueurs d'onde longues et plus tu peux avoir un miroir cabossé. En millimétrique à Alma le réflecteur est en métal avec un forme bonne à 1mm près (ou un peu moins, je n'ai plus le chiffre en tête mais c'est l'ordre de grandeur). En radio là tu n'as même plus besoin d'avoir une surface lisse, un grillage suffit pour faire un bon réflecteur. Dans ces longueurs d'onde millimétriques et radio, le ciel devient totalement stable.

Pour dire ça autrement, imagine une surface de béton avec des graviers de silex bien saillants à la surface, un truc bien rugueux quoi. Si tu fais tomber là dessus un ballon de basket, il va repartir vers le haut sans problème. Une balle de tennis, elle risque d'être un peu déviée. Un balle de ping pong encore plus. Une bille énormément plus. Etc, ... Je ne sais pas si l'analogie est bonne, dans le cas contraire que les physiciens me jettent aux orties. Mais ça permet d’appréhender un peu les choses.

 

Appliquer une correction "jaune" à de la lumière bleue permet-il tout de même de réduire de manière significative la déformation (à abaisser raisonnablement bien l'amplitude) ? Finalement, à quel point faut-il filtrer les longueurs d'onde "trop éloignées"?

Plus la longueur d'onde est courte et plus il y a de petits défauts de haute fréquence. La difficulté à les corriger croit de façon exponentielle il me semble à mesure que l'on raccourcit la longueur d'onde, car tu ajoutes plus de défauts sur une surface, celle du front d'onde.

Avec l'optique adaptative de Magellan, la correction devient mauvaise dans le rouge, je ne sais pas ce qu'il en serait dans le bleu, le gain serait faible je pense. Il faudra demander à un opticien qui maîtrise ça mieux que moi.

 

 

L'augmentation de la sensibilité des capteurs permet de réduire le temps de pose. Donc la probabilité d'obtenir une image propre. On "fige": c'est bien là-dessus que repose le lucky imaging? Dans ce cas, il apparaît comme une évidence en planétaire, mais en ciel profond je ne comprends pas, à moins de cumuler des poses unitaires d'une durée qui se rapprocherait du centième de seconde pour "figer". Des fréquences de planétaire, quoi...

Oui c'est ça, le but est de figer. Le problème n'est pas tant la sensibilité du capteur que son bruit de lecture. Si tu as du bruit de lecture, en posant court, le signal faible reste noyé dans le bruit. Tu peux additionner 10 000 poses ça ne le sortira pas. Par contre si tu n'as pas de bruit de lecture, poser 10 000 fois 1/100ime c'est comme poser 100 s.

Bon faire des poses de 1/100 c'est extrême, il y a un compromis à trouver, notamment il faut voir des étoiles dans le champ, et si possible plusieurs pour pouvoir corriger des déformation d'une pose à l'autre.

[mcbernaleoth]

Pour dire ça autrement, imagine une surface de béton avec des graviers de silex bien saillants à la surface, un truc bien rugueux quoi. Si tu fais tomber là dessus un ballon de basket, il va repartir vers le haut sans problème. Une balle de tennis, elle risque d'être un peu déviée. Un balle de ping pong encore plus. Une bille énormément plus. Etc, ... Je ne sais pas si l'analogie est bonne, dans le cas contraire que les physiciens me jettent aux orties. Mais ça permet d’appréhender un peu les choses.

Je ne suis pas physicien, on s'en doute, mais je la trouve excellente, même si de nature très différente (l'élasticité du matériaux de la balle doit jouer un rôle alors que le photon n'est pas élastique, mais c'est sans importance pour "l'analogie").

 

Merci pour cette "image" nette .