TÉLESCOPES

Vers de nouveaux instruments

On demande aux instruments astronomiques de déceler des astres aussi faibles que possible et de révéler des détails angulaires aussi fins que possible.

L'efficacité énergétique dépend du rendement quantique du récepteur employé et de la surface collectrice. Or, le rendement des meilleurs récepteurs approche désormais l'unité. Quant à la dimension de la surface collectrice, elle se heurte à des considérations technologiques.

Mais la résolution angulaire aidera, en outre (peut-être plus que jusqu'à présent), à mieux utiliser les photons. En effet, si l'image d'une étoile est plus concentrée sur une surface réceptrice ou sur la fente d'un spectrographe, elle impressionnera le récepteur plus vite que si elle était diffuse.

Ainsi, l'amélioration des récepteurs mise à part, le progrès des observations astronomiques repose sur le perfectionnement de grands instruments dans le sens d'une résolution aussi élevée que possible. Il importe donc de recenser les obstacles à cette résolution et les moyens d'y faire face. Ils se classent en trois étapes : l' objectif doit être exécuté avec une précision telle que la résolution théorique soit atteinte ; la réalisation de l'instrument ne doit pas altérer, dans les conditions d'emploi, la résolution obtenue en laboratoire ; l'instrument doit être placé en un lieu où l'atmosphère terrestre permette de tirer parti effectivement de cette résolution.

La technique du polissage des matières dures, tel le verre, a atteint un très haut degré de perfection : on peut approcher la forme théorique d'une surface optique au centième de micromètre près, c'est-à-dire plusieurs fois moins que la limite au-dessus de laquelle la figure de diffraction serait affectée sensiblement.

L'optique supposée aussi parfaite que possible, il faut que l'instrument permette de profiter de sa qualité. Pour cela, le montage mécanique doit être tel que l'objectif ne se déforme ni en fonction de la direction variable de son axe optique, ni en fonction de la température ; la position relative des éléments de la combinaison optique ne doit pas varier et le mouvement diurne doit être assuré avec la précision correspondante.

À la base, donc, se trouvent des considérations de rigidité mécanique. Il est très difficile de bâtir de grands éléments dont les déformations soient inférieures à des fractions de seconde d'angle ou, au moins, restent constantes à ce degré de précision lorsqu'ils prennent des positions variables au cours du mouvement diurne. C'est ce qui a fait choisir des montures azimutale puis altazimutale pour les plus grands réflecteurs.

Notons que l’on avait obtenu des résultats assez satisfaisants en entraînant les montures équatoriales par de grands cercles dentés attaqués par vis tangente ; mais, les difficultés de réalisation mécanique (et le coût) croissant très vite avec le diamètre, on a rapidement atteint les limites de cette solution et on a alors cherché à employer soit des entraînements par galets et cercle lisse de grand diamètre, soit des engrenages droits que l'on sait maintenant tailler avec une très haute précision, même en grande dimension. Pour une monture azimutale, on a deux mouvements au lieu d'un seul, mais surtout on se heurte à un problème d'asservissement, car ces mouvements ne sont plus uniformes. Les ingénieurs soviétiques ont cependant estimé dès l'origine de leur projet de télescope de 6 mètres qu'on pouvait compter plus sur les progrès des servo-mécanismes que sur ceux de la construction mécanique des très grands éléments ; d'où leur choix, qui s'est avéré être le bon, et qui a été adopté pour les instruments géants (il n'est justifié qu'à partir d'un diamètre de l'ordre de 4 à 5 m ; au-dessous, l'équatorial garde tous ses avantages).[...]