Article C&E sur une observation de la lune en IR "thermique"

[lambda]

Bonjour à vous...

 

Rapide passage pour partager avec vous un article provenant de C&E qui parle de l'observation de la lune dans le domaine de l'Infra-rouge "thermique" (ici entre 3 et 5 um), lors d'un eclipse totale lunaire. L'observation ayant été realisée par Thierry Midavaine.

 

https://www.cieletespace.fr/actualites/video-regardez-la-lune-se-refroidir

 

J'imagine que vous connaissez déjà, pour beaucoup, l'article et ce genre de manip...

 

Mais personnellement, je trouve la manip originale et les résultats très intéressants.... Applicable, pour l'astronome amateur, peut-être à d'autres objets que ce soit en planétaire, et pourquoi pas en ciel profond?

 

à+,

Lambda

Modifié 5 novembre 2018 par lambda

[Eternelreveur]

Pas mal du tout !ça peut donner des idées à de nombreux lunaires et planéteuxmerçi  pour cette info

[jldauvergne]

Merci du partage  
Pour les amateurs ce n'est pas évident car nos caméras ne vont pas à 3µm. Elle s’arrêtent vers 1µm . 
Il faut donc avoir accès à du matériel pros. Il faudrait voir si les caméra thermiques pour les bilans thermiques peuvent être détournées ? Je ne me suis jamais trop posé la question. 

[lambda]

Re-bonjour.

 

Content que ce sujet plaise.

 

Je m'intéresse un peu à l'infra-rouge thermique mais aussi pour des applications de type "vision nocturne" terrestre....

 

Le détournement de cameras thermiques est une bonne idée à la base, mais contrairement aux manips de ce genre faites dans le visible voir proche IR, ici il ne suffirait pas de récupérer le capteur et son électronique en aval et de le greffer sur un scope comme on le fait avec une camera habituelle.

 

Les optiques de ce genre de cameras sont conçues pour être utilisables dans le domaine de l'IR "moyen"/"lointain"/"thermique" et sont faites en matériaux de type ZnSe, Germanium, Si (par exemple), certains polymère aussi je crois... Les verres des lunettes astro standards ne sont absolument pas conçues pour travailler dans ces gammes là...

 

https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00236634/document

 

Lien généraliste super intéressant...

 

http://www.thethermograpiclibrary.org/index.php?title=ABC_de_la_thermographie_infrarouge#Sc.C3.A8ne_thermique

 

Cela suppose donc, que même après avoir récupéré une camera thermique grand public, il faudra la ré-équiper avec une lentille de focale et F/D adéquate (question d'échantillonage, ou ne serait-ce que pour obtenir une image suffisament agrandie pour être lisible) pour l'utiliser en astro...

 

Et utiliser un instrument réflecteur classique serait peut-etre envisageable, mais avec pas mal de precautions niveau interpétations de ce que l'on obtiendrait...

 

http://www.thethermograpiclibrary.org/index.php?title=Miroirs,_la_thermographie_spéculaire

 

Après, une fois tout cela surmonté, niveau realisation physique "à l'atelier", je ne pense que pour un imageur DIY cexpérimenté, il n'y a pas, à la base, de difficultés particulières ou du moins additionelles par rapport à son background dans le domaine du visible.

 

Modulo les prix de certains composants... :/ :/ :/

 

https://www.ebay.com/sch/i.html?_from=R40&_trksid=p2380057.m570.l1313.TR12.TRC2.A0.H0.XGermanium+lens.TRS0&_nkw=Germanium+lens&_sacat=0

 

https://www.edmundoptics.com/f/Germanium-Infrared-IR-Aspheric-Lenses/14180/

 

Attention,  ce ne sont juste que quelques idées/notions generals en vrac... en espérant ne pas dire trop d'âneries...

 

Cela serait en fait super intéressant d'avoir un retour de Thierry Midavaine là dessus...

 

à+,

Lambda

 

 

Modifié 5 novembre 2018 par lambda

[jldauvergne]

il y a 6 minutes, lambda a dit :

Les optiques de ce genre de cameras sont conçues pour être utilisables dans le domaine de l'IR "moyen"/"lointain"/"thermique" et sont faites en matériaux de type ZnSe, Germanium, Si (par exemple), certains polymère aussi je crois... Les verres des lunettes astro standards ne sont absolument pas conçues pour travailler dans ces gammes là...

Certes, mais si ton optique est un télescope et non une lunette il n'y a pas de soucis. 
Naïvement je dirais que les effets du miroir doivent pouvoir se soustraire par un dark non ? Dark à faire sur le fond de ciel sans doute, plutôt que sur un cache (non froid), à moins de stoker le caque du télescope on congélateur  

 

[lambda]

Oui, Jl, je pense que dans l'idée, c'est faisable avec un telescope classique, un peu comme tu le dis... après, tout ce qui est correction pourrait se faire durant la phase "traitement" (?)

 

Mais il semblerait qu'il y'ait quand meme des "précautions" niveau interpretations de resultats à prendre en compte...

 

Je cite quelques passages tirés d'un des liens du dessus...

 

"Attention, le miroir ne va pas retransmettre l'intégralité du signal thermique, il va en absorber et en diffuser une partie "

"Utiliser un miroir pour une thermographie est donc délicat car il faut calculer soigneusement l'amortissement thermique, généralement d'ailleurs, on utilisera plutôt des miroirs de cuivres ou de plaqué or qui rendent beaucoup mieux que les miroirs classiques en verre"

...

 

Tout cela est à mettre en contexte..... tripalement, en effet, j'imagine que nos telescopes (uniquement de type newton, je pense: cf la nécessité d'éviter la présence de lame de verre (opaque aux IR lointains, me semble t'il, sur le trajet optique: ...) seraient à même d'être utilisable dans cette gamme de longeur d'onde (?)... dans les terrasses des cafés , l'hiver, on voit bien des radiateurs infra-rouges avec un "bêtes" reflecteur en alu/inox (?) place derrière...

 

à voir...

 

à+,

Lambda

 

 

Modifié 5 novembre 2018 par lambda

[jldauvergne]

Oui, c'est de la métallisation or pour l'IR. La réflectivité est meilleure à ces longueur d'onde là. Je ne pense pas qu'une métallisation à l'or soit ni technique ni coûteuse. 
Ce qui est bon c'est que la précision optique peut être mauvaise, à 3µm on s'en fout
Il faut quand même regarder ce qu'il y a comme fenêtre dans l'atmosphère car il y a beaucoup de longueurs d'onde absorbées par l'eau (entre 3 et 5 µm tout va bien).
La manip sur la Lune est particulière, les zones observées sont quand même assez chaudes, entre 3 et 5 µm je ne sais pas ce que l'on voit sur d'autres cibles. 

[lambda]

TFDAK pour la metallisation or.... cela me semblerait l'option la plus réaliste et abordable...

 

https://www.edmundoptics.com/p/425-diameter-x-34-fl-protected-gold-parabolic-mirror/2120/

 

Premier exemple tombé sous la main....

 

Cela reste "raisonnable" niveau budget....

 

 

 

 

[jldauvergne]

ça doit pouvoir se faire en France. Techniquement il n'y a pas de différence avec une aluminure je pense, à part le réglage de température peut être moins chaud. Il faut voir le prix de la matière première, mais on a besoin de quantités infimes. 

[Moot]

L'avantage d'une dorure, c'est que ça ne va pas se piquer par oxydation .

On peut chercher les coefficients de réflexion de l'aluminium aux longueurs d'onde IR pour savoir si un miroir "classique" est utilisable, ce qui me paraît très probable (voir ci-dessous pourquoi je dis cela).

Et en effet, la précision de surface est beaucoup moins critique qu'en optique, dans le rapport des longueurs d'onde. Une "casserole" à lambda sur 1 deviendra une bête de compétition à lambda sur 10 si on travaille à 5µm de longueur d'onde. J'ai fait un stage dans un labo (avec Jean Gay, de l'observatoire de la Côte d'Azur, à Nice et sur le plateau de Calern) où ils avaient fabriqué des miroirs par moulage (en résine ; 1 m de diamètre ) pour faire de l'interférométrie en IR. Je crois bien que les miroirs en question étaient aluminiés, je crois me souvenir qu'ils étaient "blancs" et d'ailleurs, il est courant que dans les grands observatoires, on fasse des observations en IR avec les télescopes habituels.

Le plus critique, c'est la détection, d'abord parce que les capteurs ne courent pas les rues. Les plus courants sont bolométriques (caméras thermiques du commerce ; considérer que 20.000 pixels, c'est de la haute résolution !), c'est à dire qu'ils mesurent leur échauffement sous l'effet du rayonnement reçu. Les capteurs quantiques (analogues aux CCD, à base de InSb ou de HgCdTe) doivent être refroidis à l'azote liquide. Il faut toujours soustraire le fond émis par l'instrument lui-même : dans l'ancien temps, les grands télescopes avaient des miroirs secondaires spéciaux pour l'IR, plus légers afin d'être oscillants, un coup sur l'objet, un coup à côté et on faisait la différence des deux mesures (souvent sur un seul point...).

 

[jldauvergne]

Effectivement l'Al se comporte bien en allant aussi loin. C'est dans le proche IR qu'elle  n'est pas bonne. 

Il y a 1 heure, Moot a dit :

il est courant que dans les grands observatoires, on fasse des observations en IR avec les télescopes habituels.

Certes mais ils ne vont pas toujours jusqu'à 5µm. La courbe ci-dessus montre pourquoi un télescope dédié sur cette plage là de 1 à 5 est doré et non aluminé. Exemple le JWST. 

[lambda]

Dans le cas des miroirs de nos télescopes amateurs, ils sont me semble t il recouvert d un revêtement protecteur (SiO2, autre chose ?): cela ne poserait il pas un problème vis à vis d une aluminure nue, en ce qui concerne la capacite du miroir global à réfléchir de l IR lointain?

[jldauvergne]

Si, potentiellement.