La photographie planétaire à haute résolution€¦ · Octobre 2012 Christian Viladrich 3 Un C14 optimisé pour la Haute Résolution Basler 640 (640 x 480 pixels) pour planétaire

Octobre 2012 Christian Viladrich 1

La photographie planétaire

à haute résolution

Avec les contributions de :Marc Delcroix

Daniele GasparriMarc Patry

Damian PeachJean-Marc Lecleire

Yan LeGallFranck Melein

Christophe PellierJean Jacques Poupeau

Jean-Pierre Prosthttp://www.sonnen-filter.de


Sommaire

Les planètes … de Vénus à Uranus

Rotation et durée max d'acquisition.

Un excellent capteur pour l'imagerie planétaire : ICX618

Questions


Un C14 optimisé pour la Haute Résolution

Basler 640 (640 x 480 pixels) pour planétaire.

Skynyx 2.1M (1340 x 1024 pixels) pour lunaire.

Deux ventilateurs pour mise en température miroir avec mesure T miroir et T extérieur.

Focuser avec moteur pas à pas (position foyer dépend de la longueur d'onde)

Barlow + roue à filtres (motorisée)

Correcteur dispersion atmosphérique


Vénus

Principale difficulté : élongation (max 48°) et hauteur en général relativement faibles

→ Travailler à la tombée de la nuit ou au lever du jour, voire en plein jour.

→ Si site mobile : mise en station boussole + niveau à bulle.

→ Tube optique blanc de préférence et/ou protégé par couverture survie.

→ Eventuellement prolongé par pare soleil si faible élongation.


Vénus de l'UV à l'IR


Vénus en UV

Filtres et visibilité des formations nuageuses :

→ Contraste maximal en UV : Astrodon, Schuler, Baader, ou W47 + IR-cut

→ Intérêt de monter en altitude : meilleure transmission UV et ciel plus noir.

→ Rotation en 4 jours et 5 heures du système atmosphérique (système II) permet des temps d'acquisition longs, autant en profiter …mais sans excès (problème rotation champ, variation transparence ciel).

→ Viser F/20 à 25 pour des pixels de 5.6 microns.


L'imagerie en UV

Aberrations optiques dans l'UV :

→ Pas favorable aux lunettes (sauf APO, TOA) ni au SC.

→ Optiques à miroirs seuls préférables (Newton, Cassegrain).

→ Sur Schmidt Cassegrain l'AS croît avec le diamètre.

Attention à l'absorption de l'UV par le verre :

→ Tester différentes Barlow,

→ Ou fabriquer une Barlow à partir d'une lentille simple en silice (FSS : voir Edmund Optics)

→ Lame de fermeture : BK7, B1664, etc.

ZOOM POSITION SPOT File = TOA-150 67FL.otx 0.1000 mm

Wavelength(micron)

0.39300

Pos. 1

0.0000 0.0000/ mm 0.0000 5.0000/ mm 0.0000 10.0000/ mm 0.0000 15.0000/ mm 0.0000 20.0000/ mm


Transmission de quelques verres optiques et traitement AR

BK7

Fluorite (CaF2)

UV fused silice

Le problème vient surtout des traitements anti-reflets


Transmission ADC avec / sans AR coating

Prismes en BK7

Ne pas utiliser l'ADC en UV


Performances théoriques C14 en fonction de la longueur d'onde

(modèle avec AS min dans le rouge)

Critère de Rayleigh : P-V = / 4 Strelh = 0.8 rms = 0.07


Performances théoriques C14 en fonction de la longueur d'onde

Prismes en BK7

Augmenter le backfocus décale vers le rouge la zone de meilleure correction


Vénus en IR

Les formations nuageuses apparaissent aussi en IR mais avec moins de contraste:

→ Permet de travailler plus facilement en plein jour (et réduit les effets de la turbu).

→ IR = 650 à 1000 nm. Optimum lumière / résolution / fond de ciel vers 800 nm ?

→ Flat sur le ciel ?

→ Ne pas hésiter à additionner un grand nombre d'images : 10 000 à 20 000 images ...


Vénus en IR

Émission thermique de la surface IR 1 micron:

→ Attention : IR 1 micron arrêté par certains traitements de surface (ex TOA)

→ Pose individuelle longue: 0.5 s ou plus (prévoir dark selon capteur)

→ Durée d'acquisition longue assez longue : 5 à 10 mn.

→ Déplacer la planète dans le champ pendant l'acquisition ?


Mercure

→ Planète très difficile ...

→ Travailler en IR 685 ou 800 : pour diminuer la turbulence et le fond de ciel.

→ Flat ?


Mars

→ Beaucoup de lumière, ce qui permet de travailler à des rapports F/D élevés.

→ Viser autour de F/40 avec ICX618 (pixels de 5.6 microns).

→ Travailler en RVB ou LRVB, ou éventuellement en L R (G) B.

→ Éviter R R G B, et encore plus le IR R G B, qui même s'ils sont flatteurs ne correspondent à rien.

→ IR 685 en complément et / ou quand turbulence.

→ Intérêt de l'ADC selon la hauteur de la planète et diamètre de l'instrument.

→ Durée max d'acquisition pour la séquence entière :

→ Allonger la durée d'acquisition du rouge au bleu (car moins de détails et de lumière).

– Par exemple : R = 60 s, V = 90 s, B = 120 s

→ Poses individuelles typiques : R et V : autour de 20 à 25 ms, B : jusqu'à 50 ms ?


Mars : R V B

25 ms pour R et V – 50 ms pour B


Mars : R V B – Newton 15"

Newton 15 " - Yann Legall


Mars: de l'UV à l'IR1000


Jupiter

→ Viser F/D 25 avec ICX618 (pixels 6.5 microns).

→ Deux stratégies : RVB ou LRVB.

→ Intérêt de la roue à filtres motorisée + séquenceur.

→ Travailler en IR 685 en complément et / ou si turbulence.

→ CH4

→ Durée max d'acquisition de la séquence R V B (bouger = PS):

→ Registax / Avistack (morphing) permettent d'aller un peu au delà de ces limites

→ Et WinJupos change la donne ...


Jupiter

→


C14 – IR 685 – 24 ms

La résolution est limitée par la longueur d'onde.Couches les plus profondes de l'atmosphère de Jupiter


C14 – R – 24 ms

La résolution augmente.Couches au dessus de celles visibles en IR


C14 – V – 24 ms

La résolution augmente encore un peu … mais les détails sont plus flous (car couches plus hautes)


C14 - RVB

RGB avec Winjupos


Newton 15"- R

→

Yann Le Gall – Newton Skyvision 15" – Skynyx 2.0M


Newton 15"- V



Newton 15"- B

Yann Le Gall – Newton Skyvision 15" – Skynyx 2.0M – Très bonne couche bleue

Bleu : couches atmosphériques les plus hautes avec diffusion plus importante=> détails moins contrastés


Newton 15"- B

→



Jupiter CH4

→ Filtre CH4 IDAS – 890 nm - FWHM = 16 nm

→ Dark et binning 2 x 2 indispensables.

→ Pose : 0.5 à 1s

JP Prost – C14 – Binning 2 x 2 – Skynyx 2.0 M – Pose environ de 60 x 2 s


Saturne

→ Technique similaire à Jupiter, mais avec moins de lumière.

→ Travailler en RVB ou LRVB.

→ Rapport F/D autour de 30 avec l'ICX618.

→ Autres filtres intéressants : IR 685 et CH4.

→ Durée max d'acquisition (si tempêtes ou spokes).

→ Intérêt de l'ADC selon la hauteur et l'instrument.

→ Intérêt de Registax / Avistack (morphing).

→ WinJupos permet d'augmenter la durée d'acquisition.


Saturne R et IR


Saturne - LRVB

→

Jean Pierre Prost – C14 – LRVB – Skynyx 2.0ML = 30 ms pendant 90 s, R = 60 ms pendant 30 s,V = 60 ms pendant 30s, B = 120 ms pendant 45 s


Saturne- CH4

→


Uranus

→ Nuages et spots très difficiles. Choisir IR à partir de 630 nm pour maximiser le contraste.

→ Précaution contre les artefacts : enregistrer deux séries d'images avec rotation caméra.

→ Pose cumulée très longue : 10 à 15 mn.

Basler 640 – 10 mn de pose – 2100 frames - IR685


Uranus

→ Valider l'orientation des images : enregistrer dérive avec arrêt le moteur.

→ Et les anneaux ????

PLA-Mx – 200 ms x 3400 frames - RG610


Effet de la dispersion atmosphérique

Courbes JP. Prost – détails sur http://astrosurf.com/prostjp/Dispersion.htmCourbes JP. Prost – détails sur http://astrosurf.com/prostjp/Dispersion.htm

Utilisation filtre indispensable. Filtre à utiliser dépend diamètre instrument et hauteur

Utilisation filtre indispensable. Filtre à utiliser dépend diamètre instrument et hauteur

Encore mieux : correcteur de dispersion atmosphérique (+ filtre complémentaire)

Encore mieux : correcteur de dispersion atmosphérique (+ filtre complémentaire)

Diamètre 200 mm 350 mm

Résolution 0.6" 0.34 "

Dispersion interbande max admissible

0.6 " 0.34 "

L > 67° > 77°

B > 55° > 72°

V > 35° > 50°

R > 25° > 40°


Durée d'acquisition max ?

Durée max compatible avec un bouger égal au pouvoir séparateur au méridien de la planète :

durée max(minutes)

= (durée rotation(min)

/ 3.14 ) x ( 12 / diamètre instrument(cm)

) / diamètre planète ( " )

)

→ Il vaut mieux cependant diviser cette durée par 2 …

→ C'est la durée max pour couleur unique (ex : IR)

→ Mais aussi durée max pour l'ensemble des trois couleurs en RVB (ou LRVB).

→ Mars, Jupiter : la couche bleue est habituellement moins définie => on peut un peu dépasser la limite.

→ Registax, Avistack: l'algorithme de morphing permet de corriger en partie l'effet de rotation (si suffisamment de détails sont visibles) et de pousser au delà de la limite.

→ WinJupos : permet d'assembler les 3 couleurs en prenant en compte la rotation (mais manque limbe..)

→ WinJupos : permet de prendre en compte l'effet de la rotation entre les différents images individuelles.

→ Fort intérêt d'une roue à filtres motorisée pour Jupiter.


La caméra ?


Camera vidéo

Un excellent capteur pour le planétaire : l'ICX618:

→

→ Acquisition en 8 bits suffisante même sur les caméras 12 bits car travail à gain important (sauf peut-être Vénus ?)

→ Gamma = 1

→ Temps de pose typique : 20 à 40 ms

DMK21AU618 60 im/s 8 bits USB2

PLA-MX 60 ims/ 12 bits USB2

Basler 640 120 im/s 12 bits Giga-E

Flea 3 120 im/s 12 bits FW800


Rapport S/N

.

→ .

40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%5,7

5,9

6,1

6,3

6,5

6,7

6,9

7,1

7,3

S/N = f (saturation)

Skynyx 2.0M

Basler 640

Skynyx 2.1M

Basler 1300

% of saturation

S/N

(in

bit

s)

S/N mesuré au gain mini


Traitement de base


Traitement de base

Logiciels sensiblement équivalents:

→ Avistack

→ Registax

→ Mode batch (comparaison résultats des différents logiciels)

→ WinJupos : indispensable pour assemblage RVB.

→ Un nouveau logiciel : Autostakkert, intérêt restant à confirmer.

Nombre d'images à additionner :

→ 40 à 60 % de la série acquise.

→ Dépend du niveau de turbulence (d'où intérêt du mode batch pour tester différent pourcentages)


Merci de votre attention

Des questions ?

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