Initialisation de Stellina & Vespera : comment ça marche ?

Vous observez la voûte céleste depuis une planète, la Terre, qui voyage en orbite autour du soleil à la vitesse d’environ 30 km par seconde. En plus, la Terre tourne sur elle-même en effectuant une rotation complète toutes les 23 heures 56 minutes et 4 secondes.
Par conséquent, selon votre localisation et selon la date et l’heure à laquelle vous observez, les étoiles et constellations visibles ne sont pas toujours les mêmes. Leurs positions évoluent même en permanence au cours de votre observation.
Dans ces conditions, pointer précisément un astre (souvent invisible à l’oeil nu) avec un télescope et suivre son mouvement pour capturer des images nettes représente un vrai challenge technique. Il est indispensable qu’un télescope soit installé de manière rigoureuse et précise en tenant compte des informations de date et de localisation.

Cette video en accéléré montre le mouvement apparent des étoiles causé par la rotation de la Terre. La position des astres change en permanence.

Avec un télescope classique, la procédure d’installation nécessaire pour être pleinement opérationnel et commencer à photographier des objets célestes peut demander entre 1/2 heure et 1h même à un astronome amateur expérimenté. Avec Stellina ou Vespera en revanche, cela ne nécessite que quelques minutes et aucune connaissance technique particulière.
Voici en détails comment se déroule l’installation et l’initialisation des stations d’observation de Vaonis et pourquoi l’opération est bien plus simple et rapide qu’avec un télescope classique.

1. Conditions préalables pour une initialisation réussie

1.1 Conditions extérieures

En dehors de l’observation du Soleil qui nécessite des filtres appropriés, pour initialiser les deux télescopes en vue d’une observation nocturne il est nécessaire qu’il fasse suffisamment nuit et que les étoiles soient visibles. Il n’est pas indispensable d’attendre la nuit complète. Les stations d’observation peuvent être initialisées dès le crépuscule nautique, c’est-à-dire quand le soleil est descendu en dessous de 6° sous l’horizon. Cependant, le temps d’initialisation de Stellina & Vespera sera plus court si la nuit est bien noire.
Le ciel doit également être suffisamment dégagé. En cas de couverture nuageuse importante, l’initialisation risque d’échouer. Dans ces circonstances, de toute façon, la plupart des observations sont impossibles.

1.2 Mise à niveau du trépied

S’il y a une étape de l’installation de Stellina et Vespera qui est commune à celle d’un télescope classique, c’est celle-ci. Il est indispensable que le pied soit installé de façon horizontale. Cela doit être réalisé manuellement en ajustant la longueur de chaque patte et en contrôlant le niveau à bulle de sorte que la bulle se place exactement au centre du cercle noir.

Astuce : Observez bien le niveau à bulle depuis le dessus pour être sûr du placement de la bulle. En effet, si vous regardez sous un autre angle, l’effet de parallaxe peut laisser croire que la bulle est au centre du cercle alors que ça n’est pas le cas.

2. En quoi consiste l’initialisation d’un télescope ?

2.1 Pourquoi l’initialisation est nécessaire ?

La mise en service de Stellina et Vespera est beaucoup plus rapide que celle d’un télescope classique : moins de 5 minutes dans de bonnes conditions contre plus d’une heure pour un équipement classique. Cela est en partie dû au fait que les manipulations à réaliser sont moins nombreuses. Mais surtout, une étape particulière assez longue et complexe à réaliser avec un télescope classique est totalement automatisée avec Stellina et Vespera : la synchronisation avec la voute céleste.

Comme il a été expliqué plus haut, l’aspect de la voûte céleste change en permanence. Pour pouvoir utiliser un télescope et capturer de images de l’univers, l’instrument doit être parfaitement synchronisé avec l’orientation et la rotation du ciel. Il doit tenir compte de l’heure ainsi que de sa localisation géographique de façon très précise. Les axes de la monture doivent également être orientés d’une façon particulière. C’est ainsi que le télescope peut déterminer la position des étoiles et est en mesure d’actionner ses moteurs pour pointer et suivre l’astre que l’on souhaite observer.

2.2 Stellina / Vespera : initialisation automatique par calibration astrométrique

L’initialisation de Stellina et Vespera se déroule en quatre étapes principales dont vous pouvez suivre la progression dans Stellinapp.

Etape 1 : La géolocalisation et synchronisation horaire

Pour fonctionner correctement les stations d’observation doivent avant tout connaitre de façon précise l’heure ainsi que leur position géographique. Ces informations sont obtenues par l’intermédiaire de l’appareil connecté que vous utilisez pour contrôler les télescopes.
Si Stellinapp indique qu’il n’est pas en mesure d’obtenir les coordonnées géographiques de votre lieu d’observation, cela signifie que votre smartphone ou votre tablette n’ont pas de GPS intégré ou bien celui-ci est désactivé. Vous pouvez le cas échéant saisir manuellement vos coordonnées géographiques (longitude et latitude).

Etape 2 : L’astrométrie

Stellina et Vespera doivent déterminer leurs orientations par rapport au ciel et à l’horizontale (bien que l’alignement horizontal ait été réalisé manuellement avec le niveau à bulle, il peut être nécessaire de le corriger pour encore plus de précision).

Pour cela, nos stations utilisent la méthode de calibration astrométrique aussi appelée « plate-solving« . Elle consiste à comparer le champ d’étoiles capturé par le télescope avec une base de données afin de reconnaitre la région du ciel visée :

1. La station d’observation vise une zone aléatoire du ciel.
2. Elle capture une première image des étoiles brillantes.
3. L’ordinateur embarqué analyse l’image obtenue pour y définir des motifs formés par des groupes d’étoiles.
4. Les motifs sont comparés avec une base de données interne pour y rechercher une correspondance et ainsi identifier la région du ciel visée.

En cas d’échec, la station d’observation pointe une autre région du ciel et tente à nouveau l’opération de calibration astrométrique. La plupart du temps, l’opération est un succès dès la première tentative. Les raisons d’un échec peuvent être par exemple la présence de nuages ou de brume dans la portion du ciel visée.

Etape 3 : L’activation du suivi

Pour rester « synchronisées » avec le ciel, Stellina et Vespera doivent suivre le mouvement apparent des astres causé par la rotation de la terre. Le suivi est réalisé par l’activation en continu des moteurs sur les deux axes du télescope (et sur un troisième axe avec Stellina qui compense également la rotation du champs d’étoiles).

Etape 4 : Le réglage de la mise au point

La mise au point consiste à régler la netteté de l’image produite par le télescope. Elle est réalisée en faisant varier légèrement la distance entre la lentille (l’objectif) et la caméra jusqu’à ce que les étoiles soient les plus fines possibles.
Une mise au point réussie permet d’obtenir le maximum de détails sur les images des galaxies et nébuleuses capturées.

Stellina et Vespera disposent d’une mise au point intégrée automatique. A ce jour, ce sont les seuls instruments d’astronomie grand public au monde à être équipés de cette fonctionnalité.
Sur les télescopes classiques, la mise au point est réalisée manuellement selon diverses méthodes, telles que l’utilisation de masque de Bathinov ou de Hartman ou le contrôle des aigrettes avec l’assistance éventuelle d’un logiciel d’astronomie spécifique. C’est l’observateur qui est au final juge de la mise au point.

2.3 Télescope classique : mise en station par alignement polaire

Les télescopes classiques sont souvent pourvus d’une monture équatoriale (alors que Stellina et Vespera disposent d’une monture azimutale). Cela facilite le suivi des astres mais surtout, cela est nécessaire pour capturer des images de l’univers. En effet, lorsqu’elle est correctement installée, la monture équatoriale permet de suivre la rotation apparente du ciel en appliquant un lent mouvement de rotation constant et régulier sur un seul de ses axes. Cela permet également de conserver l’orientation de l’objets par rapport au champ visuel (indispensable pour la photographie des astres). Stellina et Vespera disposent d’un mécanisme pour compenser la rotation de champ (optique pour Stellina et logiciel pour Vespera) permettant d’obtenir le même résultat qu’une monture équatoriale.

Pour que le télescope et sa monture soient opérationnels, il est nécessaire de procéder de manière rigoureuse à l’alignement d’un des axes de la monture avec l’axe de rotation de la Terre.
On parle d’alignement polaire car l’axe de la monture doit viser le pôle céleste (dans l’hémisphère nord il se trouve tout près de l’étoile polaire).

Pour réaliser cet alignement polaire, l’observateur doit pointer successivement différentes étoiles et en fonction de la précision du pointage constatée, il doit apporter manuellement des corrections à l’orientation de l’axe polaire de la monture.
Certaines montures sont équipées d’un viseur intégré dans l’axe polaire, qui permet de procéder à une première orientation approximative par visée de l’étoile polaire.

Sur les télescopes classiques, la méthode de calibration astrométrique n’est pas applicable car ceux-ci ne ne sont pas fournis avec une caméra intégrée et un système informatique embarqué permettant de réaliser l’opération.

3. Six conseils pour réduire le temps d’initialisation ou limiter l’échec

1. Vérifiez régulièrement que votre application mobile Stellinapp est à jour ainsi que le programme interne du télescope. Pour cela, il suffit de vous rendre sur l’App Store ou le Google Play Store pour voir si de nouvelles versions sont disponibles. Vous pouvez être tenu informé par e-mail des mises à jour et des nouveautés qu’elles incluent en vous inscrivant à la newsletter de Vaonis.
2. Installez le trépied du télescope sur un sol plan, stable et non glissant (évitez par exemple un sol en terre meuble ou avec du sable). Si pendant votre observation la monture venait à bouger, la calibration perdrait son efficacité.
3. Installez le télescope à l’abri du vent.
4. Effectuez le plus soigneusement possible la mise à niveau du trépied avec le niveau à bulle.
5. Patientez jusqu’à ce que la nuit soit suffisamment tombée avant de lancer l’initialisation.
6. Avant de lancer l’initialisation de Stellina ou Vespera, faites pivoter le corps du télescope sur son trépied (en veillant à ne pas le déplacer) vers une région du ciel complètement dégagée de tout obstacle, de nuages et de sources lumineuses parasites tels que les lampadaires. Les étoiles doivent être bien visibles dans cette région.
   Si au cours de vos observations, vous constatez que votre instrument a des difficultés pour pointer correctement un nouvel objet ou bien que les étoiles ont une forme allongée plutôt que circulaire, vous pouvez tenter de résoudre le problème en procédant de nouveau à l’initialisation.