Suivi télescopique de la Lune

[Tan']

Bonjour,

dans le cadre d'un PPE ( Projet Pluritechnique Encadré ) j'aurais besoin d'un petit coup de pouce. Nous travaillons sur la motorisation d'un télescope motorisé que nous contrôlerons à l'aide d'un micro-contrôleur.

J'aimerais s'il vous plait une confirmation de mes calculs ci-dessous, notamment, dois-je prendre en compte la rotation de la Terre sur elle-même ou lorsque l'on parle de mois sidéral, la Lune revient-elle au même point par rapport à la Terre ?

Comment puis-je après traduire ces mouvements pour adapter les moteurs du télescope ?

 

Pour pouvoir effectuer un suivi de la lune avec notre télescope motorisé, nous devons étudier les mouvements de la Lune par rapport à la Terre, ainsi nous pourrons choisir un moteur approprié et le piloter.

 

Commençons par l'étude par l'orbite de la Lune autours de la Terre ; Premier problème, l'orbite autours de la Terre n'est pas circulaire mais elliptique. En effet, la Lune tourne autours de la Terre qui elle-même tourne autours du Soleil. Ainsi, la Lune est coincée entre l'attraction gravitationnelle de la Terre et celle du Soleil. Notre satellite naturel a donc une distance avec notre planète qui varie selon sa position autours de la Terre et de la position de la Terre par rapport au Soleil.

La distance maximale Terre-Lune que l'on appellera Distance à l'apogée vaut 405'736 km

La distance minimale Terre-Lune que l'on appellera Distance périgée vaut 363'068 km

Par suite, on a un encadrement de 363'068<Distance<405'736

Pour simplifier les calculs, nous prendrons la distance moyenne Terre-Lune au cours de l'année, soit : (363068+405736)/2 = 384'402 km

 

Circonférence de l'orbite de la Lune autours de la Terre :

363'068<384'402<405'736

<=>363'068*2π<384'402*2π<405'7 36*2π

<=>2'281'223,523<2'415'268,998 <2'549'314,474

La circonférence moyenne de l'orbite de la Lune autours de la Terre vaut 2'415'269km

 

La lune met un mois sidéral pour faire le tour de la Terre, c'est-à-dire pour faire une rotation de 360° autours de la Terre. Un mois sidéral équivaut à 27jours 7heures 43minutes soit environ 27,321'700 jours soit 655,720'800 heures.

Vitesse périgée :

v=d/t=2'281'223,523/655,7208=3478,956km/h=0,966km/s

Vitesse moyenne :

v=d/t=2'415'269,998/655,7208=3683,382km/h=1,023km/s

Vitesse à l'apogée :

v=d/t=2'549'314,474/655,7208=3887,805km/h=1,080km/s

 

(1,080-0,966)/2=0,114/2=0,057km

Notre caméra a besoin d'une seconde afin de prendre un cliché en ayant reçu assez de lumière de la Lune. En prenant la vitesse moyenne de l'astre autours de la Terre, nous ferions donc une erreur maximale de 57m au niveau de la surface de la Lune, ce qui est négligeable.

[Leimury]

Bonjour,

 

Une seconde sur la Lune ?

Vous avez prévu un astrosolar à l'entrée du scope ?

 

Une simple monture équatoriale suffit normalement.

Pour la Lune, c'est plus proche du dixième que de la seconde.

Un microcontrôleur vous permettra de rattraper la rotation de la Terre avec un pas à pas.

 

Normalement on la filme et ensuite on traite les images.

En une seconde, l'image sera cramée car la Lune est très lumineuse.

 

Bon ciel

Modifié 13 décembre 2010 par Leimury

[OrionRider]

A quoi bon compenser la rotation de la Lune autour de la Terre si on ne compense pas la rotation de la Terre sur elle-même?

 

A l'échelle d'une séance de prises de vues (quelques minutes), le mouvement de la Lune dans le ciel est insignifiant.

Par contre, le mouvement de la Terre est important et doit être compensé pour garder la Lune dans le champ de la caméra.

 

Leimury a raison. Perso, je fais mes photos à l'APN au 1/125e de seconde. Plus longtemps, c'est tout blanc!

 

Pour simuler la position de la Lune et son évolution au cours du temps, je vous conseille Stellarium (logiciel gratuit): http://www.stellarium.org

 

Pour vous aider, il faudrait plus d'infos: quel télescope, quelle monture, quelle motorisation, quelle caméra, etc.

[bb98]

Bonjour et bienvenue !

 

Je crois que le but de notre nouvel ami n'est pas "vraiment" la photo astronomique;

Il me corrigera dans le cas contraire

 

Le projet d'un suivi motorisé et informatisé est fort probablement "le" but .

 

Dans ce cas, l'ellipticité de la trajectoire de la Lune autour de la Terre est correctement décrit, mais n'est pas LE problème essentiel.

Si on désire un suivi long et précis, c'est bien le mouvement apparent de la Lune, plus complexe que le simple mouvement diurne des astres, qu'il faut interpréter.

 

La Lune a un mouvement propre : sa rotation autour de la Terre. Quel est l'impact de ce mouvement ( le sens, la vitesse....) ? Comment traduire cela sur la motorisation d'une monture équatoriale ?

Tiens, pourquoi donc sur mon AstroPhysic 3600 GTO j'ai une position 'MoonTrack' ?

 

Bon courage

[Leimury]

Bonjour,

 

J'ai surtout vu microcontroleurs et moteurs.

A partir de là c'est du concret même si c'est scolaire.

 

Une grosse partie de la mise en oeuvre mécanique et élèctronique c'est déjà l'analyse fonctionnelle.

Ca permet de faire la part entre ce qui est théoriquement juste et ce qui est suffisant pour obtenir un résultat.

 

Sur la trajectoire de la lune on peut aller jusqu'à appliquer la relativité, chercher à prévoir la déviation atmosphérique etc etc.

Pour réaliser des photos, on se rend tout de même compte en pratique qu'une equato mise en station avec un seul moteur pas à pas ou une table équatoriale suffit.

Mêmes sur les gros engins, l'autoguidage est préféré à la théorie pour battre des choses comme la déviation atmosphérique.

 

L'analyse fonctionnelle fait certainement partie du projet.

 

Dans la cahier des charges, la pose d'une seconde est fausse et il ne faudrait pas en tenir compte.

 

Un problème de moteurs et de microcontrôleurs ne peut pas être théorique.

La température de fonctionnement doit aussi faire partie des contraintes.

Il ne sert à rien de prendre un micro s'il ne résiste pas aux températures négatives.

 

Une autre erreur dans les 57m.

La transmission mécanique et la géstion des pas est oubliée.

Il y'aura une erreure due à la taille des pas du moteur et aux jeux mécaniques.

Il faudrait tenir compte au moins de ce petit défaut angulaire.

Quant tu as 256 pas par tour, ça veut dire 360/512 d'erreur sur la position angulaire visée.

 

Faudrait plus de soin dans la première étape de l'analyse fonctionnelle sinon vous allez dans le mur.

Vu les contraintes, vous en êtes déjà à 2000E de budget pour un 130.

Le cahier des charges c'est les fondations.

 

Bon ciel

Modifié 13 décembre 2010 par Leimury

[OrionRider]

Leimury a raison, pour un projet qui marche il faut déterminer d'abord les besoins fonctionnels et construire l'appareil qui y répond.

 

Si le but est de simplement garder la Lune dans le champ pendant quelques minutes, un simple suivi en Ascension Droite suffit.

Mais si le télescope doit viser le même point au sol lunaire pendant plusieurs jours, il faut tenir compte de l'orbite et aussi de la libration en longitude, sinon l'erreur ne sera pas de 57m au sol, mais bien de 7°54'.

Si une précision de 57m est vraiment exigée, alors il faut en plus déterminer les effets de l'atmosphère et les 3 autres librations lunaires ...

 

Bien sûr, une fois l'interface au point on peut ajouter autant de paramètres que l'on veut au logiciel.

Pour la motorisation, le plus simple est de partir d'une monture déjà motorisée et possédant un port ST4. Après, il faut implémenter le protocole de contrôle dans un pic et rédiger le code de commande.

 

Comme dit bb98, tout ça se vend 'tout fait' dans les boutiques d'astro, avec suivi lunaire et tout le toutim...

[Leimury]

1/10 s de pose.

Pour le défaut, prenez plutôt la moitié d'un pixel en tenant compte de l'instrument.

57m c'est plus proche d'une sonde en orbite lunaire que d'un téléscope. C'est vraiment pas réaliste.

 

Là vous aurez une précision réaliste et déjà suppérieure au strict nécessaire et réalisable.

 

Bonne chance

[Tan']

Bonsoir, désolé pour cette réponse tardive ...

Nous travaillons actuellement avec un télescope que nous avons motorisé avec des moteurs pas à pas branchés à des cartes "e-blocks" ( circuits imprimés avec microcontroleurs, etc...) , et nous avons installé une webcam sur l'occulaire.

 

Notre problème actuel est : Pourquoi avoir choisi ces moteurs ? ( En réalité, ils étaient fait pour ce télescope ), mais nous aimerions savoir pourquoi ceux-ci sont-ils adaptés pour un suivi télescopique ?

 

Mais avant celà, je dois parler de la rotation de la Lune autours de la Terre, j'ai entendu parlé de nutation, de précession, même si ces mouvements sont négligeables ( ? ), je devrais le justifier mais je ne trouve pas d'article intéressant sur la rotation de la Lune et de ses mouvements sur mon ami google ...

 

Pour répondre à vos questions :

-Leimuri : Nous n'avons pas prévu d'astrosolar, la durée d'une photographie, nous la déterminerons plus tard, je suis bien conscient que l'image sera "un peu" blanche avec 1 seconde de pause ! Par contre, une précision de 57m, n'est absolument pas obligatoire, loin de là !

-OrionRider : Notre matériel est déjà conçu, il nous a été imposé, notre budget est (très) limité, et nous avons déjà le matériel nécessaire normalement !

-bb98 : En effet, nous souhaitons pour suivre la Lune pendant à certain temps avec notre télescope ( quelques minutes, çà serait pas mal, quelques heures, çà serait top ). Sur ton AstroPhysic 3600 GTO ; Ta position MoonTrack est-elle expliquée ?

 

Si vous pouviez un petit peu développer vos réponses sur la longitude, latitude, etc ... J'avoue avoir un peu de mal à vous comprendre !

 

 

 

 

Matériel utilisé :

- Télescope : Newton 130/900

-Moteurs pas à pas : Nombre de pas, c'est justement à nous de le calculer, en fonction de la trajectoire de la Lune pour pouvoir effectuer un suivi.

-Webcam Philips ( bonne qualité )

- Cartes e-Blocks ( que l'on "code" avec FlowCode )

 

Merci beaucoup pour vos réponses !

[Leimury]

Notre problème actuel est : Pourquoi avoir choisi ces moteurs ? ( En réalité' date=' ils étaient fait pour ce télescope ), mais nous aimerions savoir pourquoi ceux-ci sont-ils adaptés pour un suivi télescopique ?

[/quote']

 

Bonjour,

 

Quant tu regardes une raquette simple ou double motorisation ou un petit goto, c'est alimenté par piles.

Avec une équatoriale on a que l'AD qui tourne mais c'est tout de même beaucoup mieux si la vitesse ne varie pas pendant que la pile se décharge.

Avec des pas à pas la vitesse ne dépend pas de la tension mais du rythme donné par le microcontroleur.

Tant que les piles sont assez chargées pour faire fonctionner, la vitesse ne changera pas.

 

Sur une altaz, les calculs sont plus complexes car pour simplement assurer le suivi il est nécessaire de prendre deux coordonnées en ligne de compte.

Comme ça n'est pas régulier, que ça dépend de l'orientation de la monture et de l'endroit du ciel visé, il est nécessaire d'avoir un microcontroleur pour faire ces calculs.

 

Pourquoi cette référence là de moteur et pas un autre ?

Techniquement il faisait l'affaire (nombre de pas par tour et couple) sans couter trop cher.

 

A propos du nombre de pas, je pense que le message faisait allusion au nombre de pas par tour.

Sans cette constante, vous risquez d'avoir du mal à faire vos calculs.

 

la durée d'une photographie' date=' nous la déterminerons plus tard, je suis bien conscient que l'image sera "un peu" blanche avec 1 seconde de pause ! Par contre, une précision de 57m, n'est absolument pas obligatoire, loin de là ![/quote']

 

Il me semble que vous preniez le problème à l'envers.

Vous avez certainement du avoir des cours sur l'analyse fonctionnelle ou la gestion de projet.

On commence par faire l'inventaire des contraintes et ensuite on monte un cahier des charges.

Ca n'est qu'après qu'on commence à faire les plans et monter le bouzin.

 

On construit un système en garantissant des specs, on ne découvre pas les specs une fois qu'on a fini le boulot.

 

Bon ciel

Modifié 10 janvier 2011 par Leimury