Astrophoto planétaire

Présentation au sujet: "Astrophoto planétaire"— Transcription de la présentation:

1 Astrophoto planétaire
Tout ce que vous avez toujours voulu savoir mais n’avez jamais osé demander … Jacques Demers Paul Paradis CAAL

2 Plan Introduction Matériel Installation du set-up
Acquisition des images Références Traitement des images : à toi Jacques !!! 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

3 Introduction Du plus simple : rapprochement planétaire 30/03/2017
Gite du mont-Albert, 18 juin 2007 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

4 Introduction Saturne Vénus 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011
Gite du mont-Albert, 18 juin 2007 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

5 Introduction Hemmingford, 11 mai 2011 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

6 Introduction Jupiter Vénus 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011
Hemmingford, 11 mai 2011 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

7 Introduction 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011
Saint-Jean-sur-Richelieu, 09 novembre 2011 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

8 Introduction Jupiter 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011
Saint-Jean-sur-Richelieu, 09 novembre 2011 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

9 Introduction … à un peu plus complexe !!! 30/03/2017
CAAL 14 novembre 2011

10 Introduction 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

11 Introduction La photo planétaire, ses avantages :
Objets lumineux, même si passablement petits : photo possible même en ville (pollution lumineuse) Set-up simplifié Un inconvénient majeur (l’ennemi numéro 1) Turbulence atmosphérique (seeing) 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

12 Matériel Montage minimal : Caméra Trépied Déclencheur souple ?
Minimum d’information sur Lune et planètes 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

13 Matériel Niveau intermédiaire :
équipement plus sophistiqué sans être trop complexe Monture motorisée (équatoriale ou alt-azimuth) Télescope Caméra Ordinateur portable ? 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

14 Matériel Quoi choisir ? Monture motorisée (équatoriale ou alt-azimuth)
pas nécessaire d’avoir une monture Paramount ou Astro-Physics Monture alt-azimuth : attention à la rotation de champ ! Télescope : utilisez celui que vous avez 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

15 Matériel Quoi choisir ? Caméra : DSLR ou CCD ou WebCam ?
Objets du système solaire (Lune-planètes) sont lumineux Objets du système solaire (planètes) sont petits ( moins d’une minute d’arc) Turbulence toujours présente Meilleur choix : WebCam 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

16 Matériel WebCam : avantages Disponible à partir de 100$
Bonne sensibilité du capteur (objets lumineux) Bonne résolution : petits photosites ( 5 à 6 microns) Acquisition vidéo : plusieurs dizaines d’images/sec (tricher avec la turbulence en choisissant les images de meilleure qualité) Bruit diminue comme la racine carrée du nombre d’images 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

17 Matériel Maximiser le rendement photo de notre système « instrument-WebCam » : comment ? Démystifier deux concepts : Résolution Échantillonnage 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

18 Matériel Résolution : Dimension (angulaire : seconde d’arc) des plus fins détails qui sont visibles sur une image (Ex : séparer étoiles doubles) La résolution dépend de : Diamètre de l’instrument (résolution physique) Dimension des pixels du capteur (résolution photo) Longueur d’onde de la lumière Turbulence (1 – « seeing ») La résolution ne dépend pas de : Nombre de « mégapixels » de caméra 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

19 Matériel Résolution physique (seconde d’arc) : Diamètre Résolution 100
(mm) Résolution (seconde d’arc) 100 1,20 150 0,80 200 0,60 250 0,48 300 0,40 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

20 Matériel Résolution photo : échantillonnage
Pour un télescope et une caméra donnés : La surface totale du capteur détermine la grandeur du champ photographié (mesuré en seconde d’arc) La dimension d’un pixel détermine l’échantillonnage (seconde d’arc/pixel) 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

21 (seconde d’arc/pixel)
Matériel Résolution photo : échantillonnage Focale (mm) Pixel (m) Échantillonnage (seconde d’arc/pixel) 500 5,6 2,30 1000 1,15 2032 0,56 2540 0,45 3048 0,38 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

22 Matériel Échantillonnage  Résolution Pour distinguer deux points sur une image, il faut que ces deux points tombent sur deux pixels voisins Donc : (Imagerie planétaire à haute résolution) 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

23 Échantillonnage : dimension de 1 pixel (seconde d’arc)
Résolution Échantillonnage : dimension de 1 pixel (seconde d’arc) Résolution : Dimension (angulaire) des plus fins détails qui sont visibles sur une image (seconde d’arc) 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

24 Matériel Un exemple Télescope : Caméra :
Lunette Explore Scientific 127mm, f/7,5 (focale : 952,5mm) Caméra : NexImage (Celestron) Capteur : Format ¼ ‘’ : 3,6mm  2,7mm Résolution VGA : 640  480 pixels (pixel : 5,6 m) 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

25 Matériel : Un exemple Résolution physique :
120/127mm = 0,945 seconde d’arc Échantillonnage optimal = 0,945/2 = 0,4725 /pixel d’après : Échantillonnage réel (à f/7,5) : 205  5,6/952,5 = 1,21 /pixel, trop élevé ! 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

26 (seconde d’arc/pixel)
Matériel : Un exemple Solution : augmenter la focale de l’instrument (Barlow) à comparer avec l’échantillonnage optimal : 0,4725 /pixel Barlow Focale (mm) Échantillonnage (seconde d’arc/pixel) 1 952,5 1,21 2 1905,0 0,61 3 2857,5 0,40 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

27 Installation du set-up
Une fois TOUT l’équipement installé (caméra et accessoires compris) : Alignement instrument principal et chercheur (visée sur objet fixe lointain); Mise à niveau de la monture (utile pour simplifier l’alignement polaire); Balancement de l’instrument selon les deux axes (Ascension droite et déclinaison); Alignement polaire « soigné », sinon dérive sensible durant la prise vidéo; Mise en marche du système Gemini V.4; Date, heure, coordonnées GPS du site, … Star Align : calibration du modèle de repérage GO TO; Vérification de l’alignement « instrument-chercheur » : pointé sur DSO facilement identifiables (étoile connue, amas globulaire, …); Vérification de la collimation de l’instrument, au besoin (surtout pour Newton ou SCT); 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

28 Acquisition des images
Pointer l’instrument vers l’objet d’intérêt (Lune ou planète), le centrer à l’oculaire (oculaire réticulé si disponible) et faire la mise au point 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

29 Acquisition des images
Brancher la caméra web (NexImage) à l’ordinateur Mettre en marche le logiciel d’acquisition AMCap 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

30 Acquisition des images
Sélectionner « Preview » dans le menu Options (live view) 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

31 Acquisition des images
Sélectionner « Preview » dans le menu Options (live view) 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

32 Acquisition des images
Remplacer « délicatement » l’oculaire par la caméra web (NexImage) Recentrer l’objet et refaire la mise au point à l’écran de l’ordinateur Note : processus à répéter si on désire utiliser un Barlow 2X ou 3X 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

33 Acquisition des images
Menu « Options » : Video Capture Filter 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

34 Acquisition des images
Menu « Options » : Video Capture Filter 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

35 Acquisition des images
Menu « Options » : Video Capture Filter 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

36 Acquisition des images
Menu « Options » : Video Capture Filter Désélectionner « Auto : Exposure » Ajustement de : Luminosité Gain (ISO) Vitesse d’obturation : la plus rapide Attention : éviter toute zone sur-exposée (information perdue) Utiliser gain minimum (réduire bruit de fond) 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

37 Acquisition des images
Mise au point : FOCALISATION : étape essentielle Options : expérimentation … Lune : se fier aux détails fins à la surface; Planètes : se fier aux satellites voisins (Gain au maximum) Étoiles brillantes et masque de Bahtinov ? 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

38 Acquisition des images
Menu « Options » : Video Capture Pin 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

39 Acquisition des images
Menu « Options » : Video Capture Pin 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

40 Acquisition des images
Menu « Options » : Video Capture Pin 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

41 Acquisition des images
Menu « Capture » : Set Frame Rate 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

42 Acquisition des images
Menu « Capture » : Set Frame Rate 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

43 Acquisition des images
Menu « Capture » : Set Frame Rate 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

44 Acquisition des images
Frame Rate : commentaire Le niveau de compression des images (détérioration de la qualité) augmente avec le « Frame Rate ». Question existentielle, s’il en est une … choisir entre 600 images de bonne qualité à raison de 5 images/seconde durant 2 minutes OU 1200 images de moindre qualité à raison de 10 images/seconde durant 2 minutes ??? Expérimentation … 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

45 Acquisition des images
Menu « Capture » : Set Time Limit 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

46 Acquisition des images
Menu « Capture » : Set Time Limit 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

47 Acquisition des images
Menu « Capture » : Set Time Limit 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

48 Acquisition des images
Time Limit : commentaire Laps de temps maximal entre la première et la dernière image sélectionnées, au-delà duquel la rotation de la planète commence à se faire sentir. T : durée de la prise vidéo (secondes) S : bougé maximal toléré au centre du disque de la planète (seconde d’arc) R : période de rotation de la planète (heures) D : diamètre apparent de la planète (seconde d’arc) 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

49 Acquisition des images
Time Limit : exemple de calcul Lunette 127mm et Jupiter S : bougé maximal toléré au centre du disque de la planète : 0,475 seconde d’arc (résolution/2 = 0,95/2 = 0,475) R : période de rotation de Jupiter : 9 h 55 m = 9,92 h D : diamètre apparent de Jupiter (opposition): 45 secondes d’arc On calcule : T = 120 secondes = 2 minutes 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

50 Acquisition des images
Menu « Capture » : Start Capture 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

51 Acquisition des images
Menu « Capture » : Start Capture 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

52 Acquisition des images
Menu « Capture » : Save Captured Video 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

53 Acquisition des images
Menu « Capture » : Save Captured Video 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

54 Références L’imagerie du système solaire, par Daniel Borcard (document PowerPoint disponible sur le site du CAAL) Astrophotographie, par Thierry Legault, Éditions Eyrolles, 2007 (particulièrement le chapitre 5) Introduction to webcam astrophotography, par Robert Reeves, Éditions Willmann-Bell, 2006 Photographier le ciel en numérique, par Patrick Lécureuil, Éditions Vuibert, 2007 Site web de Richard Beauregard (en particulier la rubrique Technique/calculs astronomiques) : 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011

55 Traitement des images À toi Jacques … 30/03/2017 CAAL 14 novembre 2011