"MY ROBOTIC ASTROSCAN"

Article paru dans SKY & TELESCOPE ( Août 1993 p.76)



1) En actionnant par odinateur son AstroScan, l'inventeur belge Alphonse POUPLIER a réalisé une chose qui aurait été à peine imaginable en 1976, année où Edmund Scientifics lançait sur le marché la populaire boule rouge. Aujourd'hui, un quelconque ordinateur d'occasion, portable de préférence, est capable de triturer les nombres d'une manière suffisamment rapide et d'engendrer les mouvements complexes que les moteurs exigent. "C'est intéressant", note POUPLIER, "car on n'aime pas traîner un bel ordinateur de bureau sur un site d'observation inhospitalier."



2) Chacune des roues caoutchoutées s'écrase légèrement d'une manière relativement constante sous le poids du télescope. Dès les débuts de sa réalisation, POUPLIER a déterminé la circonférence effective de chaque roue en mesurant l'angle de rotation sur le ciel.



3) La plate-forme avec moteurs vue du dessus. Notez l'orientation et l'inclinaison des moteurs. Elle n'a rien de compliqué. Le troisième support (à droite) roule librement dans toutes les directions. "Dès mes débuts en astronomie," écrit POUPLIER, "j'ai trouvé que l'ordinateur était un outil fantastique pour me faire comprendre les mouvements de notre univers."



4) Les moteurs actionnent la sphère selon un système de coordonnées inusité que l'auteur visualise ici. Notez que les moteurs engendrent des mouvements qui se croisent d'une manière relativement orthogonale dans la plus grande partie du ciel et près du zénith (région supérieure de la grille). De ce fait, les déplacements, dans ces zones, sont plus directs qu'avec une monture azimutale.


SKY & TELESCOPE Août 1993 p.76 ------------------------------------ "MY ROBOTIC ASTROSCAN" Traduction libre par l'auteur. MON ASTROSCAN ROBOTISE ---------------------- En 1988, retraité prématurément de mon activité professionnelle (hydraulique industrielle), j'ai cherché un terrain d'application où je pourrais encore satisfaire mon intérêt pour l'informatique. C'est alors que j'ai découvert l'astronomie. Avant çà, j'étais complètement ignorant dans ce domaine. J'étais incapable de distinguer une étoile d'une planète dans le ciel et j'ignorais même l'existence d'Orion... Je me suis procuré divers livres sur le sujet. Parmi les premiers il y eut "Astronomical Formulae for Calculators" de Jean MEEUS. Actuellement, j'utilise son "ASTRONOMICAL ALGORITHMS" qui est encore plus merveilleux. J'ai fait venir du Centre de Données Stellaires de Strasbourg (CDS) la disquette contenant les données de 1.627 étoiles visibles à l'oeil nu: "The brightest stars catalog" de MM OCHSENBEIN et HALBWACHS. J'ai alors réalisé un programme de planetarium sur ordinateur que j'ai baptisé "LOGIS-CIEL". Ce programme a maintenant de nombreux utilisateurs dans différents pays car il tourne sur n'importe quel "PC" aussi rudimentaire soit-il. Il tient sur une disquette et ne nécessite ni souris, ni disque dur, ni mémoire RAM importante, ni coprocesseur, ni carte graphique sophistiquée. Le Soleil, la Lune avec sa phase, cinq planètes, toutes les étoiles visibles à l'oeil nu et les 110 objets de Messier y apparaissent dans une fenêtre qui peut être aisément déplacée sur le ciel en restant toujours parallèle à l'horizon. Un ZOOM permet d'en faire varier le champ. On y trace l'équateur, l'écliptique, les lignes de coordonnées célestes, etc... Tout cela d'une manière très conviviale. Une version spéciale de ce programme présente en plus la possibilité de commander une monture azimutale. Les impulsions sont données à deux moteurs pas-à-pas via la sortie parallèle du PC. Ce programme trace même le trajet du télescope sur la carte du ciel à l'écran. Il actionne chez certains des montures genre SuperPolaris (basculées en azimutales) et aussi un DOBSON de D = 300 mm. Ces réalisations m'ont amené à celle-ci: Utiliser un ordinateur pour piloter un télescope sur sphère. Pour lancer la balle (façon de parler), j'ai acheté un AstroScan 2001 de Edmund Scientifics. LA MONTURE A SPHERE ------------------- J'ai éprouvé beaucoup de difficultés au début pour imaginer les mouvements que devraient faire deux moteurs pour orienter cette boule rouge de l'AstroScan. Le principe que j'ai adopté est le suivant: Chaque roue motorisée doit faire tourner la sphère autour d'un axe qui est donné par l'autre roue. Le troisième support est une roulette qui laisse tourner la boule dans n'importe quelle direction sans engendrer de couple résistant. La distance qui sépare ces trois supports est cruciale. Les axes des roues motrices son horizontaux pour des raisons d'esthétique et de facilité de montage uniquement. (Voir photos page suivante) Après de nombreux calculs et essais, souvent infructueux, je l'avoue, je suis arrivé à la conclusion que les moteurs devaient tourner l'un après l'autre. Le programme détermine lequel des deux doit tourner en premier lieu. Il fait ensuite tourner la sphère d'un angle tel que le suivant puisse atteindre le point voulu... en tenant compte de l'angle déjà fait par le précédent! La conversion des coordonnées célestes en coordonnées azimutales existait déjà dans le programme précédent. Une seconde transformation de coordonnées doit ensuite tenir compte du fait que, les trois points d'appui étant dans un plan horizontal, l'axe sur lequel se trouve la roulette folle est décalé: En azimut de 45° et en hauteur de arctg(1/racine de 2)... Ces coordonnées obtenues sont ensuite transformées dans un système dont j'ignore le nom mais que j'appelle "à parallèles croisés"...? Une monture équatoriale pose des problèmes au voisinage du pôle céleste tout comme une azimutale en pose près du zénith. Une monture "Alt-Alt" pose des problèmes d'équilibrage. L'intérêt d'une monture à sphère est que la ligne d'indétermination est un grand cercle qui passe par Azimut 90° Hauteur 0°, Azimut 270° Hauteur 0° et qui culmine à Azimut 0° Hauteur arctg(2/racine de 2). La zone permise couvre donc largement plus que la moitié Sud de l'hémisphère visible. (On pourrait demander au programme d'orienter cette zone vers tout autre azimut.) J'ai constaté que mon AstroScan assure le suivi d'une étoile ou d'une planète pendant des heures. Par contre, si l'angle est important, le passage d'un point à un autre du ciel laisse un peu à désirer. Ceci est dû uniquement à des imperfections d'ordre mécanique: La boule n'est pas parfaitement sphérique et les autres pieces sont un bricolage d'amateur. De plus, dans tous ses mouvements, je suis ma boule... Il est impossible de donner tous les détails techniques: La source du programme en BASIC, sans remarques, comporte 1.252 lignes à instructions multiples (Je la compile par la version 3 de QuickBasic). Les formules sont très compliquées mais le matériel est bon marché: Un ordinateur "bas de gamme" suffit. L'ensemble, y compris l'interface électronique, la tablette, les moteurs et les réducteurs m'a coûté moins de 10.000 francs belges. Comment actionner ce télescope? C'est plus simple à faire qu'à expliquer: La planchette doit être placée sur une suface lisse et horizontale. On règle par exemple les pieds d'une table en s'aidant d'un niveau à bulle. La sphère de l'AstroScan a un trou taraudé dans le prolongement de l'axe optique derrière le miroir primaire. On place le télescope de telle sorte que ce trou soit en face d'une pointe qui fait partie du support. Ceci a pour effet de pointer le télescope sur une hauteur de 45°. Ensuite on oriente la planchette pour viser approximativement le Sud (azimut 180°). La nuit, on choisit un objet brillant et connu tel qu'Altaïr. Le jour, un checheur n'est aucune utilité, la Polaire est introuvable. On prendra le Soleil. Au clavier, on tape P de pointer, D de début et O de objet. Alors on donne le nom: Altaïr ou Soleil. Le télescope tourne pour aller de ce qu'il considère comme azimut 180°, hauteur 45° vers les coordonnées calculées de l'objet choisi. Puisque la table est horizontale, on sait que le télescope se pointe sur la bonne hauteur dans le ciel. On fait glisser la planchette en azimut jusqu'à avoir l'objet dans l'oculaire. (Dans le cas du Soleil, ON NE REGARDE PAS dans l'occulaire bien sûr. On capte son image sur un écran clair.) C'est tout ce qu'il y a à faire pour la mise en station. Entre-temps, le suivi a déjà commencé. L'ordinateur calcule sans arrêt les nouvelles valeurs de l'azimut et de la hauteur et donne aux moteurs les signaux adéquats. Si l'on ne touche à rien, l'objet reste dans l'oculaire pendant des heures. Pour observer un autre objet, on tape P de pointer, T de télescope, O de objet et l'on donne son nom. Par exemple Venus. La fenêtre à l'écran de l'ordinateur se centre sur Venus et le télescope aussi se déplace vers Venus. Il émet un "beep" quand il y est arrivé. On peut presque toujours trouver Venus de cette façon en plein jour. Elle disparaît et réapparaît de derrière les nuages mais reste centrée dans l'oculaire. C'est fascinant. Cette année, le 1er avril (et ce n'est pas une blague!), jour de la conjonction inférieure de Venus, j'aurais voulu observer son lever avant celui du Soleil et son coucher après le coucher de Soleil. C'était possible du fait que Venus était à 8° au Nord du Soleil. Malheureusement, le 1er avril il pleuvait mais le jour avant et le jour après, en présence de nombreuses personnes, je pus suivre le fin croissant toute la journée, parmi les nuages, au ravissement de chacun. Pendant la journée, si le ciel est très pur, on peut voir facilement Mercure, Venus, Mars, Jupiter, Saturne et près de vingt étoiles brillantes avec ce télescope. La nuit, on dispose en mémoire de tous les NGC ou IC ou bien on donne une Ascension Droite et une Déclinaison quelconque et le télescope se pointe exactement sur ce point du ciel. Le centrage precis se fait soit par les flèches du clavier soit au moyen d'une souris actionnée par le pouce et qui est raccordée à la sortie série du PC. LES SATELLITES ARTIFICIELS AUSSI? --------------------------------- Mon objectif dans cette réalisation va bien au delà de l'observation des étoiles et des planètes. En 1991, les promoteurs de l'Euro Space Center, ayant vu fonctionner ma monture azimutale me demandèrent si je ne pourrais pas lui faire suivre pour eux des satellites artificiels. Je fis alors un programme dérivé du précédent mais tellement important qu'il me fallut en "chainer" trois. Le 26 novembre 1991, je réussissais à enrégistrer sur film vidéo le passage du satellite COBE. J'avais mis en parallèle une camera CCD vidéo noir et blanc. Le 4 août dernier, en Provence, pour cinq observateurs de satellites artificiels, j'ai programmé les passages de 22 satellites en donnant leurs paramètres orbitaux. Nous avons pu en suivre 21 durant la même nuit et en mesurer le "spinning" (rotation sur eux-mêmes). Nous pûmes même suivre la roquette de Comstar 4 pendant une demie heure bien qu'elle était à 25.000 Km d'altitude et qu'elle ne donnait un éclat suffisant que toutes les 40 secondes. Les satellites artificiels sont intéressants à observer près du zénith. En effet, c'est alors qu'ils sont le plus près de nous et donc les plus visibles. Mais c'est aussi à ces moments que leur vitesse angulaire est la plus grande. Dans ces conditions, une monture azimutale a du mal à les suivre en azimut parceque ce dernier varie très rapidement. Une monture sur sphère devrait bien convenir. Je suis donc en train de programmer mon AstroScan pour cet usage. Je tiens à remercier ici - Jean BOURGEOIS qui m'a beaucoup aidé grâce à ses connaissances très étendues en électronique et en astronomie. - Joël PIRAUX du CNRS qui m'a communiqué ses algorithmes très précis pour les passages des satellites artificiels. Alphonse POUPLIER 47, Chemin des Vignerons 5100 Wépion Belgique tél. 081460567 (de France 19 32 81460567) ou 4, Résidence du Lac 04550 Esparron de Verdon France tél. 92771407