Autoguidage avec le télescope

Le moyen le plus rapide et le plus commode d’obtenir des astrophotos impressionnantes. Nous vous disons ici ce dont vous avez besoin.

Les photos d’objets du ciel profond font partie de la classe suprême de l’astrophotographie. Nous devons exposer ces objets peu lumineux non seulement quelques secondes mais, souvent, plusieurs minutes. Si nous laissons faire la monture, c’est là que les problèmes commencent : des traînées inesthétiques sur l’image. Cet article vous permettra de comprendre très vite comment réussir des photos parfaites avec l’autoguidage.

Une monture que nous laissons fonctionner sans contrôle génère ce genre d’images, au bout de 1-2 minutes. La monture s’écarte du point idéal. Plus le temps d’exposition est long, plus les défauts apparaissant dans l’image sont nombreux.

Une image parfaitement guidée, avec des étoiles ponctuelles. Le temps d’exposition et le fonctionnement précis de la monture ont été contrôlés de façon entièrement automatique et corrigés, via une « caméra de surveillance » spéciale. On appelle ces caméras des autoguiders

Pour l’autoguidage, c’est-à-dire la prise automatique d’une astrophoto, il vous faut l’équipement suivant :

• Une monture GoTo équatoriale avec port d’autoguidage ST-4
• L’équipement photographique avec lequel vous prenez la photo
• Une caméra d’autoguidage avec câble ST-4 et câble USB
• Une lunette guide ou un Off-Axis-Guider (guidage hors axe)

Possibilité 1

On monte une lunette guide parallèlement au télescope, dans des colliers pour lunettes guides. Comme on le voit sur le schéma, l’autoguider est placé côté oculaire de la lunette guide. Sa mission : suivre une étoile guide et, en cas d’écart, envoyer immédiatement un ordre de correction à la monture. Sur le télescope principal se trouve l’appareil, qui expose la nébuleuse ou la galaxie.

Possibilité 2

A l'arrière du télescope se trouve un Off-Axis-Guider qui, via un prisme, dévie une petite partie de la lumière vers le haut. À cet endroit se trouve l’autoguider, pour déclencher les corrections nécessaires pendant le suivi. La caméra se fixe en sotie de l'Off-Axis-Guider, pour enregistrer les objets du ciel profond.

Des caméras d’autoguidage avec câble ST-4 et port USB conviennent pour des débuts faciles. Le câble ST-4 s’emboîte dans le port ST-4 de la monture. Le câble USB se raccorde à un PC ou un ordinateur portable. L’image de la caméra et également, par là même, celle de l’étoile guide, apparaissent sur l’écran du PC. Sur l’ordinateur, vous n’avez alors plus qu’à sélectionner l’étoile guide, et laisser la monture faire le travail via l’autoguidage.

Pour une lunette ou un télescope de Newton, le MiniGuidescope de 50 mm ou 60 mm d’Omegon s’impose. La caméra Toup Tek présente une grande sensibilité et de petits pixels. S’il faut que l’installation soit rapide, que les manipulations soient faciles et que le poids soit faible, c’est le choix optimal.

Pour un télescope Schmidt-Cassegrain ou Maksutov, l’Off-Axis-Guider #49752 d’Omegon et une caméra Toup Tek conviennent. L’optique principale du télescope sert en même temps en de lunette guide. Avec un télescope SC, un Off-Axis-Guider est toujours le meilleur choix

Avec un alignement polaire optimal, les montures habituelles permettent des temps d’exposition de 30 secondes environ. Mais la distance focale de l’optique de prise de vues est alors déterminante. Outre la taille des pixels, elle détermine la capacité de résolution. Avec un téléobjectif de 200 mm et un reflex numérique (DSLR), 2 minutes peuvent être possibles, tandis que l’on ne dépasse pas quelques secondes avec un télescope de plus d'un mètre de distance focale.

Pour les objets lumineux comme la Lune et les planètes, on n’a besoin que de temps d’exposition courts et, ici, un suivi simple suffit. Mais pour les objets du ciel profond au-delà de la nébuleuse d’Orion, on a besoin d’un contrôle de suivi sur la monture. Des temps d’exposition de quelques minutes à quelques heures sont souhaitables. Le principe est le suivant : plus l’exposition est longue, mieux c’est.

La raison en est le comportement au bruit des capteurs. On distingue 2 types de bruit : le bruit thermique et le bruit de lecture. Le bruit thermique augmente linéairement par rapport au temps d’exposition. Il peut être optimisé, par exemple par refroidissement. Le bruit de lecture revient à chaque déclenchement. 10 prises de vues d’une minute donnent par conséquent, au total, un résultat plus mauvais qu’une prise de vue de 10 minutes. Le bruit de lecture ne peut être optimisé que par de longs temps d’exposition. Avec des temps d’exposition courts, le bruit de lecture dépasse le bruit thermique et il est déterminant pour la qualité.

En fonction du rapport d’ouverture, de l’objet visé et de la pollution lumineuse dans le ciel, les photos avec appareils reflex s’exposent aujourd’hui entre 2 et 20 minutes. Avec des caméras CCD refroidies, la gamme dynamique est plus grande et les temps d’exposition peuvent être encore augmentés. Avec de petits objets peu lumineux, de grandes distances focales et l’utilisation d’un filtre, plusieurs heures sont possibles.

Pour le suivi, il existe différentes solutions, en fonction du type de télescope et des besoins des utilisateurs. Jusqu’à quelques années encore, les prises de vues analogiques étaient suivies à l’œil, par oculaire à réticule. La meilleure résolution de la technique numérique rend ceci impossible aujourd’hui. En général, le suivi est digital et il est assuré par une caméra de guidage. À cet égard, on utilise, outre l’appareil qui photographie l’objet, une caméra pointée sur l’étoile guide. Cette caméra enregistre les très petits écarts de fonctionnement de la monture et envoie à celle-ci un signal de correction afin d’éviter les erreurs de guidage durables.

Outre les solutions spéciales, il existe deux types de caméras de guidage : PC Guider et Stand Alone Guider. Les PC Guider envoient le signal de l’étoile guide sur un PC et envoient le signal de correction du PC à la monture. Ceci présente quelques avantages : l’image en direct du PC permet de sélectionner l’étoile guide et d’en régler la netteté. On atteint ainsi toujours le point focal optimal. En outre, le logiciel PC offre de nombreux paramètres pour optimiser les réglages. Le temps de mise en oeuvre reste cependant faible, car l’effet peut être suivi en direct à l’écran. Les PC Guider sont généralement moins chers à l’achat car ils peuvent se passer d'écran. Le PC est toutefois un facteur de coût supplémentaire. S’y ajoutent un besoin en énergie électrique plus important et des câbles supplémentaires qui peuvent faire trébucher lorsqu’il fait sombre.

Si toutefois vous avez la patience et des nerfs d'acier pour faire défiler les réglages optimaux, vous avez, avec un réflex numérique, une solution indépendante du réseau et vous pouvez sensiblement réduire la charge à transporter en voyage. La MGEN, article 46263, fait référence. Très compactes et bon marché, mais également plutôt insensibles, sont les Synguider de Skywatcher/Celestron, articles 20119 et 21927. Est également bon marché la LVI-Smartguider2, article 19061. LVI et Synguider ont des taux de retour particulièrement importants. La MGEN est un peu meilleure. La Starlight Xpress Superstar Autoguider, article 45609, est considérée comme étant très sensible.

Globalement les Stand Alone Guider représentent une minorité sur le marché. Le guidage avec le PC est le standard. Ceci est vrai en particulier lorsque l’on utilise une CCD refroidie et que l’on a de toute façon besoin d’un ordinateur. L’assortiment de caméras de guidage est vaste, de nombreuses webcams planétaires ont en parallèle un port de guidage. Il existe ici des modèles bon marché de ZWO, ToupTek, Orion, QHYC et de bien d’autres fabricants. Les webcams sont disponibles à moins de 200 euros déjà, tandis que les modèles de meilleure qualité coûtent un peu plus cher. Si vous souhaitez utiliser la webcam essentiellement pour le suivi, vous devez opter pour une version en noir et blanc : les caméras couleur sont moins sensibles. Dans tous les cas, la caméra doit comporter un port ST-4. Pour ce port, il existe un câble adapté, article 23248.

Pour ce qui est du logiciel, le freeware PHD2 s’est imposé. Il peut être téléchargé gratuitement sous le lien http://openphdguiding.org/. Le logiciel est en anglais et il est très bien documenté.

Une monture stable est la clé pour des photos du ciel profond réussies. La stabilité est fonction de la taille de l’optique. Merci de bien noter : les capacités de charge des fabricants se rapportent le plus souvent à l’observation visuelle. La capacité de charge photographique est la plupart du temps de 30% à 50% inférieure aux valeurs indiquées. Globalement, un petit système léger apporte souvent des résultats meilleurs qu’une optique de voyage qui vacille chaque fois que le vent souffle.

La monture équatoriale est importante. En raison de la rotation du champ de vision, les montures azimutales ne conviennent pas pour l’autoguidage. Pour les instruments sur monture à fourche, il faut par conséquent utiliser une table équatoriale. En outre, la monture doit comporter un port d’autoguidage. Le port rappelle une prise de téléphone ou de réseau et il est le plus souvent identifié par « AutoGuider » ou « ST-4 ». Pratiquement tous les équipements GoTo à partir de 700 euros environ comportent le port d’autoguidage.

Un rééquipement est souvent possible pour les montures équatoriales sans GoTo. Ceci est le cas pour les Q-3-2/NEQ-3 et EQ-5/NEQ-5 de Skywatcher, pour les Exos-2 et EQ-500 de Bresser et d’Omegon, de même que pour le CG-4 de Celestron et le Skyview d’Orion. La mise à niveau GoTo est la solution optimale mais coûte presque autant que la monture. Pour Skywatcher, il existe une solution avec des moteurs simples, articles 46067 et 46068. Un cas particulier est la monture de voyage Star Adventurer. Elle comporte un port d’autoguidage mais n’a des moteurs que sur un axe. Pour un alignement polaire très précis et des focales de moins de 400 mm, ceci est suffisant pour des temps d’exposition de quelques minutes.

Le logiciel de guidage PHD2 fonctionne à une précision au sous-pixel. Ainsi, une erreur de guidage peut être corrigée avant même de devenir visible sur l’image. Traditionnellement, la distance focale de l’optique de suivi doit correspondre à au moins la demi-distance focale du télescope principal. Cette valeur a toutefois chuté ces dernières années. La raison en est les pixels toujours plus fins de l’appareil de suivi. Sur les modèles actuels avec des pixels de 3 micromètres seulement, 30% de la distance focale du tube principal suffisent également.

Grâce aux pixels de plus en plus petits, les lunettes guides ont diminuée de taille ces dernières années. Il existe depuis des solutions pour l’embase porte-chercheur, d’une ouverture de 50 à 60 mm et d’une distance focale de moins de 300 mm. Pour les lunettes rapides et les Newton, avec une distance focale jusqu’à 1 000 mm, la précision suffit.

Ces lunettes guides simples présentent une faible course de mise au point. Étant donné que les appareils d’autoguidage comportent tous des tirages mécaniques différents, il faut le cas échéant utiliser un tube allonge. L'articcle 33231 est approprié.

En fonction de l’appareil, jusqu’à 2 tubes allonges peuvent être nécessaires. Si vous souhaitez éviter l'assemblage de tubes, vous pouvez tout de suite acquérir un tube de longueur adaptée

Les lunettes guides bon marché sont des optiques FH simples avec grande aberration chromatique. Pour obtenir des étoiles nettes, il faut utiliser au moins un filtre de blocage IR. Le filtre optimal est le filtre semi-apochromatique de Baader, qui élimine également, en même temps, la frange bleue.

Les lunettes guides sont une très bonne solution pour les lunettes. Pour les télescopes à miroir, l’utilisation est problématique car le miroir primaire monté flottant peut se décaler par rapport à la lunette guide, lors d’exposition longues. Pour le miroir, la règle est la suivante : angle d’incidence = angle de réflexion. Un décalage au niveau de l’incidence de la lumière se remarque par conséquent toujours deux fois. Avec le newton, ceci n’est pas encore un problème pour un temps d’exposition de quelques minutes, avec le Schmidt-Cassegrain et le Maksutov, la situation est critique. La lumière traverse trois fois le tube, ce qui fait que les erreurs de décalage se multiplient. La lame de correction, le miroir primaire et le miroir secondaire sont optiquement efficaces et peuvent en même temps conduire à un décalage. Avec les Edge-HD de Celestron, le miroir primaire se fixe et l’on peut travailler au moins pendant quelques minutes avec une lunette guide. Le fabricant propose une solution avec l'article 21901. Avec les SC et Maksutov classiques, il n’est toutefois pas possible d’utiliser une lunette guide. Il faut ici travailler avec un Off Axis Guider.

Avec le système Off Axis, l’optique principale sert en même temps de lunette guide. Ceci est possible en réfléchissant une petite partie de la lumière avec un petit prisme. Le prisme est mobile mais il est souvent très difficile de trouver une étoile guide suffisamment lumineuse. Il faut par conséquent utiliser une caméra de guidage qui soit le plus sensible possible. La Lodestar de Starlight, article 44835, a une bonne réputation. De même, la StarShoot Mono d’Orion, article 46361, s’utilise très volontiers. Pour le Maksutov et le SC, il y a un important back focus vers l’arrière.

Les positions des points focaux de la caméra de guidage et de la caméra d'observation doivent être adaptées entre elles. Étant donné que les fabricants de caméras utilisent des tirages mécaniques différents, il faut utiliser ici des tubes allonges. Chaque fois que l’on prolonge la course optique de la caméra d'observation, le foyer de la caméra de guidage continue à se déplacer vers l’extérieur. L’ensemble proposé comporte trois tubes.