Caractérisation de la turbulence atmosphérique

Rappelons tout d'abord l'interêt d'une estimation de la turbulence atmosphérique : savoir si un site astronomique est apte à faire de bonne mesure, c'est-à-dire à savoir si l'erreur instrumentale d'une mesure est supérieure à l'erreur dûe à l'atmosphère. Par conséquent, l'appareil n'à pas vocation à être fixe : il est transportable et de taille humaine (environ 1m 65 au Mont Gros, fixations comprises).

Un projet primordial, en plein développement à l'observatoire de la Côte d'Azur, est d'automatiser tout le fonctionnement du télescope. Ainsi, il deviendrait un outil de mesure d'erreur lors d'observations parallèles dans un même lieu.

Observons l'appareil plus en détail. Celui-ci est composé d'un télescope muni d'un masque monté sur un pied qui le fixe au sol lors des mesures. Dans le masque sont perçées deux ouvertures extérieures (1 et 2 de la figure ci-dessous) d'un diamètre de d_e = 6 cm séparés d'une distance L = 20 cm devant lesquelles sont collées deux lames prismatiques chargées de dévier la lumière provenant de l'étoile observée et de créer deux spots lumineux sur le capteur de la caméra. Le télescope ne pointant que sur une seule étoile, les deux ouvertures captent des portions de front d'ondes légèrement différentes. On observe alors, au foyer du télescope deux images de la même étoile qui se déplace en fonction des perturbations atmosphériques. Ces deux ouvertures permettent de mesurer le seeing, grâce à un calcul différentiel qui suipprime les vibrations mécanique de l'appareil. Une troisième ouverture, d'un diamètre d_c = 10 cm avec une obstruction centrale de diamètre e = 4 cm est perçée comme le montre la photo ci-dessous. Elle à pour fonction de permettre la détermination de l'angle d'isoplanétisme et de l'échelle externe.

Une caméra est branchée de sorte à capturer le signal reçu par le télescope. Toutes ces informations sont capturées par ordinateur.

Lors d'une observation, on capture une série de N images avec N = 200, 500 ou 1000. Cette série de N images est communément appelée bloc (du fait de la représentation en trois dimensions que l'on peut se faire).

Chaque image à une dimension de 659×493 pixels où 1 pixel équivaut à 7.4 micromètres. Ainsi, nous pouvons évaluer la valeur de chaque paramètre en exploitant chaque bloc.

Pour chaque bloc, on note certaines informations concernant l'expérience :

• la date ainsi que l'heure de capture d'un bloc (la capture d'un bloc dure une à deux minutes tout au plus)
• les coordonnées géographiques du lieu d'observation : la latitude Λ et la longitude Φ
• les coordonnées sphériques sur la sphère céleste de l'étoile : l'ascension droite α et la déclinaison δ
• le mode d'acquisition : T1 qui correspond à un temps d'exposition de 5 ms (réglable) ou T2 ; l'important est d'avoir un temps d'exposition très court pour "geler" la turbulence.
• de nombreuses autres informations comme le nombre d'images capturés, le mode utilisé, la conversion de pixels en mesure angulaire puis métrique figurent également dans un fichier informatif propre à chaque bloc

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