Fabrication du miroir du 400mm




Le calcul du miroir


Les contraintes sont principalement dues aux matériels que je possède déja:
- un miroir de 400mm, plat, en verre inconnu, épaisseur 45mm.
- un miroir plan circulaire de diamètre 100mm à surface meilleure que lambda>10 (certifié par interféromètre).

Il reste à calculer la focale du primaire.

Je ne tiens pas compte des oculaires dans ce calcul car on peut trouver des bons oculaires à n'importe quelle focale, et ceux que j'ai vont de 2.5mm à 32mm (avec barlow). Je prend donc juste mon oculaire de plus grande focale préféré, en mesurant son diaphragme intérieur, je trouve le diamètre du champ de pleine lumière : c'est un Clavé de 25mm de focale, j'estime son diaphragme intérieur ( au pied à coulisse, avec beaucoup de precaution) à 28mm soit 14mm de rayon.


Voici une formule essentielle qui permet de mesurer la taille des étoiles sur un télescope Newton, à une distance u de l'axe focal (influence de la coma):

C= u * (3/16) / (F/D)^2

C: taille de la coma ( de l'etoile) en mm.
F: Focale du miroir, en mm.
D: diamètre du miroir, en mm.
u: distance a l'axe focal, dans le plan focal, en mm.

On peut noter que la coma ne dépend que  l'ouverture F/D du miroir  (grossissement mis à part): par exemple, un 400 ouvert à F/D=6 à la même coma au foyer qu'un 200 ouvert à 6 (même qualité visuelle sur un champ étoilé).

Exemple:

Sur un 400mm à F/D=6 avec u=14mm (un oculaire longue focale comme le Clavé 25mm), on obtient C=0.072mm.
Autrement dit, l'image d'une étoile en bord de champ sera une tache de 0.072 mm de diamètre, soit 72 microns.
(pour comparer, le diamètre de la tache de diffraction au centre du champ est de 8 microns).

Si on essaie avec un télescope à F/D=5, on trouve C=0.120mm, cela augmente beaucoup plus vite que le simple rapport des focale, voila pourquoi il faut un rapport F/D le plus long possible, c'est parce que l'image est bien meilleure!
De plus, un miroir à F/D plus grand est plus facile à polir et peut ètre potentiellement de meilleure qualité.
Enfin, le télescope est moins sensible au désalignement, car la qualité de l'image reste bonne un peut plus loins de l'axe..

Le seul inconvénient est d'avoir un tube plus long, mais comme c'est un tube démontable, ca ira.

Donc le rapport F/D sera de 6 ce qui fait une focale de 2400mm, (apres, cela fait un tube trop long).
Cela est juste compatible avec mon secondaire de 100mm, mais impose un porte-oculaire court, ce qui reste à définir

Pour la photo, sur un appareil Nikon numérique au format DX, la demi-diagonale (distance maximum au foyer) du capteur CCD est de 13.52 mm, ce qui permet d'avoir un champ de pleine lumière sur tout le capteur!



L'ébauche

Ebauche à l'atelier d'optique de la SAF:

L'atelier est situé à la Sorbonne, plus d'info : Société Astronomique de France
Ebauche avec un petit outil de 200mm, un poids de 10kg et du carbo60.

On frotte en insistant au centre puisque c'est miroir dessous!

Avec le carbo60, cela n'avance pas assez vite (0.7mm de flèche), il faut prendre du carbo36!

Ebauche en vacances dans le sud:

Avec un outil de 400 en carrés de céramique (prété par Jean Claude Foglia, de l'association Astronomie Gresivaudan) et du carbo36 (acheté chez Astrotelescope):
Ca rentre juste, voila pourquoi j'ai une Twingo (ou un 400...):

Ebauche pendant la sieste des filles, après le déjeuner:
Piscine ou ébauche? les deux!

Après quelques heures d'ébauche:
L'outil se régularise, les carrés perdent leur couche de vernis.

Il reste encore des carrés qui n'ont pas travaillé au bord:
On voit la partie travaillée et rugeuse et la partie encore lisse avec le vernis.
 
Du à l'espacement entre les carrés, on gache beaucoup de carbo, on peut remplir les interstices avec du platre:
De la colle de salle de bain (joint gris) dépasse, mais cela ne gene pas l'ébauche.

Pour mesurer la flèche, si on a pas de sphéromètre (par exemple en vacances), on peut prendre des pièces de monnaie, des euros, dont l'épaisseur est connue:
1 c : 1.67 mm
2 c : 1.67 mm
5 c : 1.67 mm
10 c : 1.93 mm
20 c : 2.14 mm
50 c : 2.38 mm
1 € : 1.33 mm
2 € : 2.20 mm

Pour avoir une bonne précision, il faut superposer des pièces au centre et au bord, avec plusieurs essais:
Ca passe juste: Flèche=2*2.38-1.67=3.09 mm (il reste encore pas mal de couronne).


Juste avant de rentrer de vacances:
Il y a 3.3 mm de flêche ( il faut 4.1mm) et une couronne de 25mm de bord non ébauché

Ebauche et douci au GAD, quelques mois plus tard:

Pour mesurer la flèche au GAD, on utilise un sphéromètre (prété par Jean-Claude Foglia).
Celui-ci est fait avec un comparateur inséré dans un plateau de tourne-disque:
Ici, on mesure aussi l'outil : la moyenne des mesures (outils et miroir) donne le zéro du sphéromètre, que l'on soustrait à la mesure de la fleche du miroir.

Apres un peut plus de Carbo36 et de temps, le miroir fait enfin 4.1 mm de flèche!

On enchaine ensuite avec un douci rapide: Carbo80, Carbo120, Carbo180, Carbo240, Carbo400, W6.


Le polissage

Dans un premier temps, on fabrique un outils en poix en moulant des carrés de poix sur l'outils de douci:
Du haut vers le bas, le sandwitch est composé du miroir, du moule en silicone et de l'outil.

Puis on démoule:
Les carrés tiennent à l'outil.


( a suivre)