Viseur Polaire Association des Astronomes Amateurs d Auvergne

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1 29/05/2016 Mise en Station & Viseur Polaire Association des Astronomes Amateurs d Auvergne Rémi Daviot

2 1 Table des matières 1. LA MISE EN STATION D UNE MONTURE Introduction Généralités sur l orientation de la monture Mise en place du trépied Positionnement de la monture sur le trépied Glossaire de la monture Le viseur Polaire CENTRAGE DE L AXE OPTIQUE Tester le centrage de l axe optique Le viseur est correctement centré Absence de défaut Le viseur présente un défaut de centrage Centrer l axe optique du viseur DISTINGUER L ETOILE POLAIRE ET LE POLE NORD CELESTE (PNC) La théorie Mise en situation avec Stellarium EXPLOITER LES INFORMATIONS DE LA RAQUETTE Rappel de notion de temps et de méridien local Informations produites par la raquette LA MISE EN STATION AVEC RAQUETTE La théorie Polaris Position in P.Scope Hour Angle of Polaris Mise en pratique Polaris Position in P.Scope Hour Angle of Polaris LA MISE EN STATION SANS RAQUETTE Introduction Date de passage au méridien de Polaris Ephéméride de Polaris Réglage de la bague repère Mise en station sans raquette

3 1. LA MISE EN STATION D UNE MONTURE 1.1 Introduction La mise en station d une monture définie l étape initiale de positionnement et de réglage d une monture équatoriale. Une mise en station précise permettra à l utilisateur du télescope ou de la lunette de : - Pointer précisément un astre défini (grâce aux coordonnées de ce dernier notamment) - Faciliter le suivi de l astre au fur et à mesure de la nuit - Faire de l astrophotographie avec de longues poses 1.2 Généralités sur l orientation de la monture La monture équatoriale dispose de 2 axes mobiles : - L axe de déclinaison (axe de la barre de contrepoids) - L axe horaire (axe d ascension droite / axe de la polaire) 1.3 Mise en place du trépied Le trépied de la monture doit être équilibré, positionné dans un endroit stable. La surface supérieure du trépied sur laquelle va venir reposer l embase de la monture doit être bien horizontal (vous pouvez utiliser un niveau à bulle parfois intégré à la monture pour équilibrer le trépied). Les trépieds disposent le plus souvent d une marque qui indique le Nord. Il convient donc de positionner cette marque dans la direction du Nord (l utilisation d une boussole est recommandée). Ce marquage est mentionné car la monture sera ensuite positionnée sur le trépied dans un sens précis.! Le trépied et la monture est parfois métallique, veillez à ne pas trop approcher la boussole pour obtenir une information correcte. 2

4 1.4 Positionnement de la monture sur le trépied Une fois le trépied stabilisé et correctement orienté, fixer la monture sur ce dernier. A l aide des vis de réglage de latitude (F et G dans l image ci-dessous), orientez l axe Horaire de la monture vers le Pôle Nord Céleste. Utilisez les graduations de latitude mentionnées sur la monture (H sur l image) pour les faire correspondre à la latitude du lieu d observation. Une fois cette opération réalisée, l axe horaire de la monture devrait pointer en direction de l étoile Polaire. H F G Exemple de Latitude : La Garandie => 45 Rappel : coordonnées complètes de la Garandie : Latitude N / Longitude E Glossaire de la monture Repère de l échelle graduée en AD (Ascension Droite) 3 Vis de blocage de l échelle graduée en AD Echelle graduée en AD (24 Heures) /Cercle horaire Cercle gradué des dates (Le chiffre indique le mois de l année) Echelle graduée des longitudes (Est /Méridien 0 / Ouest) Bague repère (Trait Blanc) à régler manuellement. Vis de centrage de l axe optique du réticule Bague de réglage de la mise au point du viseur polaire

5 1.6 Le viseur Polaire Pour une mise en station précise, l utilisation d un viseur polaire est recommandée. Le viseur Polaire est en réalité un mini-lunette, il est généralement assorti d un cerclage gradué. Il dispose d une lentille réticulée «gravée». Ce réticule peut prendre différentes formes. Exemples de réticule : Le viseur est directement vissé dans le corps de la monture (dans l axe horaire). Parfois, le viseur dispose d un éclairage qui lui est propre (rouge) qui facilite la lecture du réticule la nuit. Le viseur permet non seulement de s assurer que la monture est correctement orientée vers la Polaire mais il permet également d axer la monture vers le Pôle Nord Céleste qui a une position différente de celui de l étoile Polaire. 4

6 2 CENTRAGE DE L AXE OPTIQUE Le viseur Polaire peut être comparé à une lunette astronomique taille réduite. Une fois inséré dans le corps de la monture, malgré qu il soit vissé, il faut s assurer que son axe optique soit confondu à l axe mécanique de la monture. Schématisons l axe optique du viseur polaire par les flèches rouges et l axe mécanique de la monture par l axe polaire (défaut exagéré pour l exemple) : Le viseur est bien réglé Le viseur est mal réglé 2.1 Tester le centrage de l axe optique Installer le trépied et la monture sur une surface plane, cibler un objet fixe éloigné dans le viseur polaire (un angle de mur, une antenne, un poteau ) En utilisant les vis de réglage de latitude et d azimut, faites coïncider le centre du réticule avec le point de référence stable de votre choix (dans le cas ci-dessous le sommet d une antenne). - Desserrer le frein d ascension droite et faites tourner l axe horaire en vous aidant de la barre de contrepoids. Si tout au long de la rotation, le centre du viseur polaire (matérialisé par la croix) reste centré sur l antenne, l axe optique est correctement centré, sinon, il faudra corriger le défaut. 5

7 2.1.1 Le viseur est correctement centré Absence de défaut L axe optique du viseur polaire est correctement centré. Tout au long de la rotation, il reste centré sur le point de référence Le viseur présente un défaut de centrage L axe optique du viseur polaire n est pas centré. Tout au long de la rotation, le centre du réticule ne reste pas sur notre point de référence (sommet de l antenne). Il convient de centrer l axe optique du viseur 6

8 2.2 Centrer l axe optique du viseur La correction de la direction de visée du viseur Polaire se fait grâce à 3 vis positionnées tout autour du viseur polaire. Pour réaliser cette opération, il faudra généralement se munir des clefs Allen fournies avec la monture. Parfois, les vis de réglages ont pu être remplacées par des vis molletées, ce qui simplifie énormément le centrage Tout comme pour un chercheur, il faudra agir sur les 3 vis (en vissant ou dévissant) pour corriger le centrage. Au fur et à mesure des corrections, vous devrez refaire l étape du test de l antenne pour vous assurer que les actions apportées corrigent ce centrage. Une fois le centrage effectué, il est fait de manière définitive et n a pas besoin d être renouvelé. Clefs Allen Vis molletées Cas d un viseur Polaire où les vis originales ont été remplacées par des vis molletées 7

9 3 DISTINGUER L ETOILE POLAIRE ET LE POLE NORD CELESTE (PNC) 3.1 La théorie Le Pôle Nord Céleste (situé à 90 de Latitude Nord) ne coïncide pas avec la position de l Etoile polaire. L étoile polaire ne passe pas exactement au Pôle Nord Céleste et sa position évolue chaque année (environ ¼ de minute d angle par an). Latitude de l étoile Polaire 01/01/2000 : de latitude Nord 01/01/2005 : de latitude Nord 01/01/2010 : de latitude Nord 01/01/2016 : de latitude Nord A ce jour, l étoile Polaire est donc éloignée du pôle Nord Céleste de 40 minutes environ soit un peu plus d une fois le diamètre apparent de la Lune. 3.2 Mise en situation avec Stellarium Point d observation Greenwich / Temps UTC Le 5 mai 2016 à 0h00 UTC : passage au méridien de l étoile Polaire à Greenwich 8

10 Vision agrandie proche de la Polaire et représentation schématique : Visuellement, la Polaire passe «en bas» du Pôle Nord Céleste S O E PNC (Pôle Nord Céleste) N Etoile Polaire La même vue à travers le viseur polaire (image renversée car il se comporte comme une lunette astronomique : équivalent à une rotation de 180 de l image en visuel) N Représentation équivalente dans un viseur Polaire : E O S Dans le viseur Polaire, les constellations de la Grande Ourse et de Cassiopée sont purement indicatives. Elles sont positionnées comme elles apparaissent dans le ciel en visuel (par ailleurs elles se situent en dehors du champ du viseur) 9 N

11 Visuellement l étoile Polaire se situe à mi-chemin de Mizar (de la Grande Ourse) et Delta Cassiopée : Mizar Delta Cassiopée Le dessin des 2 constellations sur le réticule du viseur polaire donne leur position dans le ciel (hors viseur polaire) et permet donc de tester si l orientation du viseur est cohérente ou non. 4 EXPLOITER LES INFORMATIONS DE LA RAQUETTE Les raquettes produisent des informations permettant de faciliter la mise en station. Les conditions préalables sont : - Saisir les coordonnées du lieu d observation (Latitude / Longitude) - La date d observation - La notion de Daylight Saving : Heure d été (oui ou non) 4.1 Rappel de notion de temps et de méridien local Heure locale (France) = Heure UTC (Temps Universel) + 2 Heure en Eté Heure UTC (Temps Universel) + 1 Heure en Hiver L utilisation du temps Universel est bien plus cohérente qu il n y paraît sous nos longitudes Exemple : A Cournon D Auvergne : Lat N Long E Le mouvement apparent du Soleil est tel qu il parcoure les 360 du Globe Terrestre en 24 Heures. Donc 1 est parcouru en 4 minutes. D un strict point de vue sidéral, notre décalage horaire «véritable» par rapport au méridien de Greenwich est de seulement 12 minutes et 47 secondes. Si le soleil passe au méridien (Zénith) à 12H (midi) Temps UTC à Greenwich. En hiver à Cournon, le soleil passe au méridien à 12H (+1H fuseau Horaire) 12m47s = 12h47 En été à Cournon, le soleil passe au méridien à 12H (+1H fuseau Horaire) -12m47s +1H (heure d été) = 13h47 10

12 4.2 Informations produites par la raquette A l aide des paramètres d heure et de localisation, la raquette produit généralement 2 informations sur l étoile Polaire : - Clock /Polaris Position in Polar Scope - Hour Angle Pour la mise en station vous devez exploiter l une ou l autre des informations, les 2 conduisent à un résultat strictement identique. 5 LA MISE EN STATION AVEC RAQUETTE 5.1 La théorie Exemple : à Greenwich le 5/05/2016 à 0h00 UTC L étoile Polaire passe à «6 heures»/«en bas» du PNC Vue dans le ciel Vue correspondante dans un viseur Polaire (Image renversée) Vue dans le viseur, Polaris passe exactement «en haut» du Pôle Nord Céleste Test de la raquette de commande et exploitation des informations correspondantes : Longitude 0 (méridien 0 à Greenwich) Fuseau Horaire (temps Universel) => 0 Date d observation : Le 5 Mai 16 Heure : 0h00 (minuit) 11

13 Heure d Eté : Non (car temps Universel) Information produite à l issue de la saisie : Polaris Position in P.Scope Polaris Position in Polar Scope = 11 :58 => Position de l étoile Polaire dans le viseur polaire =11h58. Cette information est parfois appelé Clock (horloge en anglais). En effet, il suffit d imaginer l aiguille des heures sur une Horloge pour visualiser Polaris par rapport au PNC. Donc : L étoile polaire se trouve à 11h58 du PNC dans le viseur Polaire Etoile Polaire Pôle Nord Céleste. 12

14 5.1.2 Hour Angle of Polaris Hour Angle of Polaris = 12 :03 => Angle Horaire le l étoile Polaire =12h03. Cette phrase peut être traduite par : Temps écoulé depuis le dernier passage de Polaris au méridien du PNC. Autrement dit : cela fait 12h et 3 minutes que l étoile Polaire est passée «en haut» du Pôle Nord Céleste 5.2 Mise en pratique Exemple : A Cournon d Auvergne le 01/07/2016 à 16h00 (heure locale) Même s il ne fait pas nuit à 16H, la logique est la même. L étoile Polaire passe à «9 heures» du PNC Vue dans le ciel Vue correspondante dans un viseur Polaire (Image renversée) Dans le viseur Polaire, Polaris passe à 3 heures (à droite) du PNC puisque l image est renversée 13

15 Test de la raquette de commande et exploitation des informations correspondantes : Longitude 3 12 Est (du méridien de Greenwich) Latitude : Nord Fuseau Horaire (+1 heure) Date d observation : Le 1er Juillet 2016 Heure : 16h00 Heure d Eté : Oui Information produite à l issue de la saisie : Polaris Position in P.Scope Polaris Position in Polar Scope = 3:00 => Position de l étoile Polaire dans le viseur polaire =3h00. L étoile polaire se trouve à 3h00 du PNC dans le viseur Polaire 14

16 Le nouveau viseur Polaire Skywatcher exploite totalement cette information. En effet, pour mettre en station la monture, il suffit de : - Desserrer le frein d ascension droite et faite tourner la monture sur son axe horaire en vous aidant de la barre de contrepoid. - Positionner le réticule tel une horloge. Une fois le réticule correctement orienté (Axe 0 6 bien vertical et Axe 9 3 bien horizontal). Resserrez le frein. - Positionnez ensuite l étoile polaire à 3h00 (telle l aiguille des heures d une horloge) en utilisant les vis de règlage de l azimut et de latitude Etoile Polaire. LA MISE EN STATION EST TERMINEE! Vis de réglage de latitude / frein en latitude Vis de réglage de l azimut / frein en azimut 15

17 5.2.2 Hour Angle of Polaris Hour Angle of Polaris = 5 :58 => Angle Horaire de l étoile Polaire =5h58. Rappel : cette phrase peut être traduite par : Temps écoulé depuis le dernier passage de Polaris au méridien du PNC. Autrement dit, cela fait 5h et 58 minutes que l étoile Polaire est passée «en haut» du Pôle Nord Céleste Astuce technique pour une mise en station rapide avec n importe qu elle monture équipée du cerclage d ascension droite : - Desserrer le frein de l axe d ascension droite afin de représenter Polaris passant au méridien du PNC dans le viseur polaire (rappel : il faut positionner Polaris en bas car le viseur Polaire inverse la réalité). - Une fois orienté, verrouiller le frein de l axe d ascension droite - Assurez-vous que la vis de verrouillage du cercle horaire gradué est desserrée pour libérer la rotation du cercle horaire 16

18 - Manuellement, tourner le cercle horaire mobile (gradué des 24 heures) pour positionner le 0 en face du repère (sans desserrer le frein d ascension droite). Repère Vis de verrouillage du cercle Vous pouvez désormais exploiter l information de la raquette : «Polaris est passée au méridien il y a 5 heures et 58 minutes» - Desserrer cette fois-ci le frein de l axe d ascension droite, tourner manuellement l axe horaire de la monture à l aide de la barre de contrepoid (dans le sens du mouvement des étoiles : sens inverse des aiguilles d une montre). Utilisez les informations du cercle d ascension droite (en l occurrence celles dédiées en principe à l hémisphère sud!) pour indiquer en face de votre repère : 5h et 58 minutes. - Serrez le frein en ascension droite 17

19 Regardez dans le viseur Polaire vous devez obtenir l image suivante - Positionnez ensuite l étoile polaire dans le petit cercle dédié en utilisant les vis de règlage de l azimut et de latitude LA MISE EN STATION EST TERMINEE! 18

20 6 LA MISE EN STATION SANS RAQUETTE 6.1 Introduction Avec une monture non alimentée ou sans raquette, la mise en station exige la maîtrise des cercles gradués (présents sur la monture et sur le viseur Polaire). Pour pouvoir exploiter les cercles, il faudra impérativement régler la bague de marquage repère du méridien local. Sans quoi, toute mise en station est impossible Repère du méridien local (trait blanc) Vis de verrouillage de la bague du repère 6.2 Date de passage au méridien de Polaris Pour régler la bague repère, il faut trouver une date et une heure «remarquable» où Polaris passe au méridien. Certes, elle y passe tous les jours mais pour régler facilement cette bague, il faut conjuguer 2 critères : - Obtenir une date et une heure où l étoile Polaire passe au méridien - La date et l heure sélectionnées doivent être simple à exploiter avec le cercle de la monture et le cercle du viseur Autrement dit, trouver une date et une heure la plus simple possible car le cercle horaire est gradué en dizaines de minutes et le cercle de date à 2 jours près. Pour cela, il faut consulter des éphémérides ou encore jouer avec Stellarium.! Dans les documents de référence sur la mise en station, on trouve très fréquemment la date du 30 octobre à 0H00 comme date de référence pour le passage au méridien. Cette date était remarquable en 2000, elle ne l est plus en 2016 Pour l année 2016, je propose de retenir la date du 20 Octobre 2016 à 1h00 UTC à Greenwich RAPPEL : Le réglage du viseur Polaire se fait en temps Universel (UTC) au méridien 0 (Greenwich). 19

21 6.3 Ephéméride de Polaris Un site Internet mentionne les éphémérides des passages de Polaris au méridien : Source : La colonne TUC représente l heure de passage au méridien de Polaris On retrouve la coordonnée «remarquable» du 30 octobre 2000 où Polaris passait au méridien à 23h59m46s UTC à Greenwich soit quasiment 0h00 UTC A titre de comparaison, le 30 octobre 2016, Polaris passe au méridien qu à 0h19m54s Pour régler la bague repère du viseur Polaire, il convient de trouver une date / heure de l année en cours à laquelle Polaris passe au méridien qui soit proche de 0H afin de faciliter le réglage de la monture. En 2016, le 20 octobre, Polaris passe au méridien à 0h59m07.1s. La date tout comme l heure sont facilement utilisables avec les cercles gradués. 20

22 6.4 Réglage de la bague repère Nous allons exploiter la date de passage au méridien de la Polaire : A Greenwich le 20/10/2016 à 1h00 UTC L étoile Polaire passe à «12 heures»/«en haut» du PNC Vue dans le ciel Vue correspondante dans un viseur Polaire (Image renversée) - Verrouiller le cercle horaire sur le point 0 Pour cela déverrouiller le cercle en utilisant la vis dédiée, tourner manuellement le cercle horaire mobile (gradué des 24 heures) pour positionner le 0 en face du repère puis reverrouiller le cercle. Repère Vis de verrouillage du cercle Test : Desserrer le frein d ascension droite. Si vous faites tourner l axe horaire de la monture en vous aidant de la barre de contrepoids, le cercle horaire ne devrait pas tourner. 21

23 - Desserrer le frein d ascension droite, puis orienter le viseur Polaire tel que Polaris soit à la verticale du PNC (comme cela est le 20 octobre 2016 à 1h00 dans un viseur polaire) Une fois Polaris positionnée, verrouillez le frein d ascension droite - Ajuster manuellement le cercle du viseur Polaire afin qu il coïncide avec notre date de référence : 1H00 le 20 Octobre! Concernant le cercle gradué horaire, il faut utiliser les chiffres du haut (hémisphère Nord) Echelle supérieure : Heures à utiliser dans l hémisphère Nord Cercle horaire 1 H 00 (UTC) Heures hémisphère Sud Cercle des dates : le 20 Oct - 22

24 - Ajuster la bague de marquage repère du méridien local : o Libérer la rotation de la bague en la dévissant avec un petit tournevis plat Vis de verrouillage sur la bague repère o Tourner manuellement la bague afin que le repère coïncide exactement avec la graduation de longitude => 0 (Greenwich) Echelle de longitude Repère o Reverrouillez la bague repère en revissant le vis avec un tournevis plat Votre monture est désormais prête pour une mise en station sans raquette ni alimentation! 23

25 6.5 Mise en station sans raquette Exemple : Je suis à la Garandie, le 01/06/2016 à 0H00 (Heure locale / Heure Française) Je met à niveau mon trépied (en évitant les taupinières), je l oriente au Nord. Je fixe la monture et je l oriente à Je verrouille le cercle horaire sur la position 0 Le méridien local de la Garandie se situe à la longitude : 2 56 Est (du Méridien de Greenwich) - J ajuste manuellement le cercle du viseur polaire en mettant mon repère à 2 56 Est Repère à positionner à 2 56 Est - Je désserre mon frein d ascension droite et utilise ma barre de contrepoids pour faire coïncider ma date et mon heure d observation en temps UTC. Nous sommes le 01 Juin 2016 à 0H00 à la Garandie soit le 31 mai à 22H en temps Universel 22H UTC Le 31 mai Je verrouille mon frein d ascension droite 24

26 - Je regarde mon viseur Polaire et il ne reste plus qu à positionner Polaris dans le petit cercle dédié à cet effet en utilisant les vis de règlage d azimut et de latitude.. Le point rouge correspond à Polaris La mise en station est terminée! Test de cohérence avec Stellarium : Vue en visuel Vue viseur (Image renversée) 25