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Ouvert ou fermé ?
« Ooouuuaaah, génial, j’ai vu pour la première fois la Lune dans la grande lunette de l’observatoire du Pic du Midi ! A 2877 mètres d’altitude, le pied ! Mais franchement, ils auraient pu fermer la coupole, car j’ai attrapé un coup de Lune ! - Tiens ! Cette année, c’est l’association SPICA qui fait une soirée d’observation. J’espère pouvoir de nouveau me rincer l’œil dans leurs super télescopes …
« - Attention ! Prévois des lunettes de lune pour ne pas être ébloui !»
« - …
« - Eh bien OUI, en regardant la Lune trop longtemps dans un télescope, tu risques de te brûler les yeux !… Cela peut paraître incroyable,… mais vrai !
« - Noooon, … Mais comment ? Pourquoi ?
« - Dans n’importe quelle optique (jumelles, lunette, télescope), il y a deux choses primordiales à prendre en compte : le diamètre et l’ouverture de l’appareil. »
Le diamètre : c’est le diamètre de la grande lentille (jumelle ou lunette), ou du grand miroir (télescope).
Plus il est grand, et plus il collecte de lumière. Pour exemple, les jumelles ont des lentilles de 30 à 80 mm. Les lunettes ont une lentille principale d’un diamètre variant de 60 mm à 20 cm, et même jusqu’à 50 cm dans certains observatoires. Les télescopes, eux, ont un miroir qui varie de 10 cm à 1 m (taillé par des amateurs), et jusqu’à 6 m ou plus pour les professionnels. Donc, en gros, un télescope capte beaucoup plus de lumière qu’une lunette ou qu’une paire de jumelles. Mais pour comparer deux instruments, cela ne suffit pas. A diamètre égal (par exemple 20 cm), la quantité de lumière qui entre dans une lunette ou dans un télescope est en fait la même. Par contre, l’image sera totalement différente. Ici, je ne tiens pas en compte la différence entre une lentille et un miroir, qui a un impact mineur sur la qualité de l’image. Tout dépend de comment la lumière va converger pour former l’image.
C’est là qu’intervient l’ouverture de l’appareil, le fameux rapport F/D que l’on trouve sur toutes les boites de biscuits.
L’ouverture : c’est le rapport F/D entre la distance focale F (distance du miroir au point de rencontre -point focal- des rayons de lumière) et le diamètre D dudit miroir.
Pour un même diamètre, si la distance focale F est courte, le rapport F/D est petit, et l’appareil est ouvert. C’est le cas du télescope. C’est une question d’encombrement. Comme le miroir est très grand, la focale sera d’autant plus grande, au facteur F/D près. Donc, pour un miroir de 20 cm et un rapport F/D égal à 5, la longueur du tube sera déjà de 1 m.
Par contre, si la distance focale F est grande, le rapport F/D est grand, et l’appareil est fermé. C’est plutôt le cas d’une lunette, et de certains types de télescopes (Cassegrain). Le rapport F/D est souvent très grand, supérieur à 10 ou 20, car techniquement, la taille d’une lentille est très délicate, et les déformations sont très vite importantes au bord. Dans le cas d’un télescope, ce type de déformations est beaucoup moins marqué. L’ouverture peut alors être très grande, et le rapport F/D peut descendre à 4 sans problèmes majeurs de déformation d’image.
Marc Dobler