Par Alice - Le 21-11-2022
Schmidt-Cassegrain vs Maksutov-Cassegrain : Comparaison
Les télescopes Schmidt-Cassegrain (souvent appelés SCT) et les télescopes Maksutov-Cassegrain (souvent appelés MCT, Maksutov ou Maks) sont des conceptions de télescopes populaires nées au siècle dernier, couramment commercialisées auprès des débutants et des astronomes expérimentés comme des télescopes compacts, nécessitant peu d'entretien, portables et polyvalents pour une variété d'utilisations. Les deux modèles de télescopes sont similaires dans leur conception optique de base et leur fabrication, mais diffèrent radicalement dans leurs objectifs de conception et leur utilisation dans le monde réel. Les faits les concernant sont également souvent fortement déformés par le battage marketing, les conseils dépassés ou les préjugés dans les cercles d'astronomie, ce qui rend encore plus difficile la compréhension des avantages, des inconvénients et des différences entre Schmidt-Cassegrain et Maksutov-Cassegrain.
Une comparaison entre SCT et Maksutov
Une comparaison entre SCT et Maksutov
Qu'est-ce qu'un télescope Schmidt-Cassegrain (SCT) ?
Qu'est-ce qu'un télescope Schmidt-Cassegrain (SCT) ?
Avantages clés
Avantages clés
Peut généralement être converti en caméras Schmidt f-2 ou en systèmes photographiques f-6,3 pour l'astrophotographie du ciel profond.
Plus léger que les Maksutov-Cassegrains.
Retrait plus rapide que les Maksutov-Cassegrains
Moins cher que les Maksutov-Cassegrains
Rapport focal plus rapide et donc champ plus large que la plupart des Maksutov-Cassegrains.
Disponible aux grandes ouvertures.
Principaux inconvénients
Principaux inconvénients
La grande obstruction centrale, les défauts de conception inhérents et les problèmes de contrôle de la qualité conduisent à une qualité d'image inférieure à la moyenne à n'importe quelle ouverture
Plusieurs vieilles lunettes de visée compromettent la qualité optique
Fragile
Difficile de collimater avec précision ; presque impossible à collimater sans pointer réellement une étoile la nuit
Un télescope Schmidt-Cassegrain est une variation de la conception du télescope Cassegrain, inventé à la fin des années 1600. Le Cassegrain classique utilise un miroir primaire parabolique, comme dans un réflecteur newtonien, généralement avec un rapport focal rapide, et un miroir secondaire hyperbolique avec une courbe convexe pour "agrandir" l'image et la renvoyer vers le miroir primaire - et généralement par un trou dans celui-ci, à moins que le télescope ne soit un modèle "Nasmyth" avec un miroir diagonal intégré pour rediriger l'image sur le côté comme un réflecteur newtonien inversé. Les miroirs primaires paraboliques des Cassegrain classiques peuvent être utilisés dans des Newtoniens, et certaines personnes ont fabriqué des télescopes convertibles Newtonien-Cassegrain - ou ont trouvé un primaire Cassegrain avec un miroir secondaire endommagé ou manquant et l'ont utilisé dans un Newtonien. Le Cass classique fournit des images nettes, avec peu d'aberrations pour une utilisation visuelle.
Le miroir primaire parabolique d'un Cass classique n'est peut-être pas trop difficile à fabriquer, mais le miroir secondaire hyperbolique et convexe est extrêmement difficile à fabriquer avec des tolérances serrées et à bien tester. C'est pourquoi, dans les années 1940, Horace Dall et d'autres ont mis au point le Dall-Kirkham, qui utilise un miroir primaire sphérique convexe et un miroir primaire ellipsoïdal - essentiellement une parabole sous-corrigée, à mi-chemin entre le parabolique et le sphérique. Ils sont faciles à fabriquer, très faciles à tester, et fournissent des images nettes au centre du champ de vision, mais présentent une coma sévère, ce qui les rend essentiellement inutiles pour tout autre chose que l'observation planétaire - l'imagerie avec une monture à suivi précis, ou des travaux tels que la spectroscopie où un large champ de vision avec des étoiles nettes n'est pas nécessaire. Les Dall-Kirkhams corrigés fabriqués aujourd'hui utilisent des lentilles pour compenser ce problème et sont d'excellents télescopes, mais ils ne sont pas économiques à produire en masse à de petites ouvertures ou à essayer d'introduire comme concurrence pour la conception bien établie du Schmidt-Cassegrain qui domine le marché amateur.
A peu près au même moment où le Dall-Kirkham a été créé, Bernard Schmidt a créé un système photographique très rapide connu sous le nom de Schmidt Camera, avec une lentille correctrice frontale mince et bizarrement incurvée et un miroir primaire sphérique très rapide, qui pouvait produire un rapport focal photographique aussi rapide que f-1,5 à f-2 à d'énormes ouvertures et sans aberrations optiques sur des plaques de verre photographique même gigantesques - du jamais vu à l'époque et encore exceptionnellement rapide aujourd'hui. Le seul hic était que le plan focal de la Schmidt Camera était incurvé et coincé au milieu du télescope, de sorte que les chercheurs et les astrophotographes en herbe ont résolu ce problème en pliant les plaques de verre ou les diapositives de film pour compenser - ce qui n'est pas quelque chose que l'on peut faire aujourd'hui avec un capteur numérique (l'exception étant le télescope spatial Kepler, qui a littéralement utilisé un réseau de capteurs numériques incurvés dans une Schmidt Camera) et c'est pourquoi des systèmes comme le RASA de Celestron ou l'HyperStar de Starizona existent, avec des lentilles d'aplatissement de champ.
Il a fallu quelques décennies, mais Tom Johnson, le fondateur de Celestron, a eu l'idée de combiner le correcteur Schmidt avec la conception Cassegrain. Le coup de génie de Johnson était que le Schmidt-Cassegrain peut utiliser des miroirs primaires et secondaires avec des courbes sphériques, et que les correcteurs Schmidt pourraient être produits en masse avec ce qui est essentiellement du verre à vitre fantaisie à un coût très bas en créant un "bloc maître" et une série de presses à vide et de machines à meuler-polir pour forcer le verre dans la courbe d'ordre 4 du correcteur Schmidt - que certains "bricoleurs" malavisés ont essayé de remplacer par du verre à vitre plat après en avoir cassé un, avec des résultats désastreux. Quelques entreprises ont essayé de copier le processus de Celestron depuis les années 1960, mais l'une d'entre elles (Criterion) a fait faillite lors de cette tentative ratée, et quelques entreprises japonaises ont réussi au fil des ans mais n'ont jamais fait de bénéfices ; seul Meade a réussi mais n'a jamais tout à fait égalé la qualité de Celestron (et a depuis fait faillite à plusieurs reprises).
Le Schmidt-Cassegrain est techniquement fabriqué avec des miroirs uniquement sphériques, mais en pratique, la légère variation des correcteurs Schmidt signifie que les miroirs secondaires sont généralement légèrement ajustés dans leur forme pour compenser pendant le processus de fabrication et de test. La plupart des SCT utilisent un miroir primaire avec un rapport focal d'environ f-2, d'où la raison pour laquelle le système HyperStar les transforme en un instrument f-2 ; et le miroir secondaire grossit l'image d'environ 5 fois, produisant un rapport focal d'environ f-10-l'exception notable étant le C9.25 de Celestron, qui utilise un primaire f-2.5 et un secondaire grossissant 4x, d'où son rapport d'aspect plus long et une qualité d'image légèrement meilleure.
La plupart des SCT font la mise au point en déplaçant le miroir primaire le long d'une tige filetée en tournant un bouton, ce qui modifie techniquement la distance focale de l'ensemble du télescope et peut déplacer le plan focal d'une grande quantité avec seulement un petit ajustement physique de l'espacement. Cela entraîne également des problèmes avec le miroir primaire qui oscille pendant la mise au point, ce qui est frustrant à des grossissements élevés ou lorsqu'on essaie de photographier les planètes, et peut "flotter" pendant les longues expositions, créant des traînées d'étoiles. C'est pourquoi de nombreux SCT conçus spécifiquement pour l'imagerie ont des boutons de verrouillage du miroir ; des personnes ont percé des trous dans les lunettes pour installer elles-mêmes des dispositifs de verrouillage, et les focaliseurs de type Crayford du marché secondaire conçus pour se fixer à l'arrière des SCT sont courants.
Les correcteurs Schmidt peuvent souvent présenter des défauts importants dus à un mauvais contrôle de la qualité, à la contamination ou à l'usure physique des blocs maîtres ; cela est particulièrement courant dans la plupart des SCT Criterion et Bausch-Lomb, la plupart des lunettes Celestron et Meade fabriquées de 1985 à 1991 pendant l'engouement pour l'astronomie autour de la comète de Halley, et de nombreux SCT 16" de Meade.
La nature "grossissante" 5x du miroir secondaire amplifie également les erreurs de collimation du système et les défauts du miroir primaire, ce qui signifie que les Schmidt-Cassegrains ont probablement les pires images de tous les 4 modèles de télescopes courants en moyenne. Le secondaire grossissant 4x dans le C9.25 de Celestron est exactement la raison pour laquelle la lunette est si performante ; il rend la lunette moins sensible aux mauvaises images dues aux erreurs de collimation et moins sensible aux légers problèmes de figure ou de refroidissement du miroir primaire.
Comme un sous-produit d'avoir été conçus il y a des décennies et de suivre des normes fixes jusqu'à ce jour, les SCT sont presque toujours optimisés pour fournir de grands champs entièrement éclairés - traditionnellement celui d'une diapositive de film 35mm - donc ils ont de grands miroirs secondaires et de grands baffles ; la plupart des SCT ont des obstructions centrales de 35-40% du diamètre du miroir primaire, ce qui est suffisant pour altérer de manière significative le contraste et même la luminosité réelle de l'image du système.
A part la question de l'obstruction centrale, le problème optique qui affecte même les meilleurs SCT est que le champ de vision n'est pas complètement plat ; une courbure de champ peut apparaître avec certains oculaires de faible puissance et de grands capteurs de caméra. C'est pourquoi plusieurs sociétés vendent des objectifs réducteurs-correcteurs f-6.3 qui accélèrent le système pour la photographie et aplanissent le champ. Cependant, ils ne sont pas parfaits et c'est pourquoi il existe les systèmes Celestron EdgeHD et Meade ACF, qui utilisent des lentilles correctrices comme le CDK pour corriger la courbure du champ et d'autres aberrations mineures. Ces lunettes de visée bénéficient également de l'installation d'évents de refroidissement et d'un contrôle plus étroit de la qualité de leurs miroirs et des plaques correctrices Schmidt.
Avec leurs tubes fermés, les SCT peuvent avoir des courants d'air qui y sont piégés pendant de longues périodes, altérant la netteté alors que l'air chaud s'échappe lentement par une nuit froide. Ce n'est pas un problème tant que vous n'avez pas de grandes ouvertures (généralement plus de 11") ou que vous ne vivez pas dans un climat exceptionnellement froid avec la lunette stockée à l'intérieur, auquel cas l'ajout de ventilateurs de refroidissement ou d'évents peut être une bonne idée. À l'inverse, si la plaque correctrice devient trop froide (ce qui est très facile à faire grâce à sa finesse), elle devient un aimant à rosée, ruinant vos vues et vos images jusqu'à ce qu'elle soit réchauffée. Un pare-buée est indispensable pour isoler le correcteur sur la plupart des SCT et agit également comme un pare-soleil pour empêcher la lumière parasite d'entrer. Des réchauffeurs de rosée peuvent être ajoutés en plus d'un bouclier de rosée si nécessaire.
Les SCT sont généralement disponibles à des ouvertures comprises entre 6" et 14", mais il existe également des modèles plus anciens tels que le C5 semi-retraité de Celestron, les lunettes de 4", 16" et 20" de Meade, et le légendaire Celestron C22, ironiquement leur premier produit.
Qu'est-ce qu'un télescope Maksutov-Cassegrain (MCT) ?
Qu'est-ce qu'un télescope Maksutov-Cassegrain (MCT) ?
Avantages clés
Avantages clés
Presque impossible de bâcler l'optique, ce qui permet d'obtenir d'excellentes performances
Peu de variations de qualité d'une unité à l'autre ou au fil du temps
Des images nettes égales ou supérieures à celles des meilleurs réfracteurs avec un coût-poids inférieur et sans aberration chromatique
Pas de collimation nécessaire
Généralement une obstruction centrale plus petite que celle des SCT
Des rapports focaux extrêmement lents - habituellement f- 12 ou plus - tolèrent même les pires conceptions d'oculaires
Principaux inconvénients
Principaux inconvénients
Finalement inutile pour l'astrophotographie dans le ciel profond
Les grands Maksutovs sont chers et lourds, Les grands Maksutov sont chers et lourds, et souvent difficiles à trouver
Le temps de refroidissement est un problème, même avec des télescopes plus petits
Un long rapport focal et des déflecteurs plus petits et plus étroits signifient un champ de vision minuscule
Les Cassegrains Maksutov ont été inventés pendant la Seconde Guerre mondiale par Dmitri Maksutov, mais il a fallu que Lawrence Braymer et Questar commercialisent le concept dans les années 1950, ainsi que la popularité du télescope dans les clubs de fabrication de télescopes, pour qu'il décolle. Le Questar est réputé pour son excellence optique et a été utilisé par la NASA et le ministère américain de la Défense pour les applications les plus rigoureuses, mais peu ont tenté de le concurrencer jusqu'à la fin des années 1970, lorsque Celestron a tenté de commercialiser son C90 - essentiellement un téléobjectif avec une mise au point par rotation et pratiquement aucune bonne option de montage - et que la série éphémère de télescopes Quantum a été vendue par d'anciens employés mécontents de Questar. Ces télescopes étaient toujours presque aussi chers que le Questar, dont le prix était obscène. Dans les années 1990, Meade a lancé l'ETX-90 (à l'origine simplement ETX), un télescope merveilleux du point de vue optique, mais malheureusement associé à un viseur minable et à une monture en plastique. L'ETX, ainsi que les Maksutovs de fabrication russe de haute qualité importés à bas prix par Intes et LOMO, ont ouvert la voie à la naissance des énormes gammes de télescopes en plastique (mais GoTo) de Meade et Celestron, ainsi que des Maksutov-Cassegrains à d'autres ouvertures, beaucoup moins chers, que nous connaissons et aimons aujourd'hui.
Les Maksutov-Cassegrains utilisent des miroirs primaires et secondaires sphériques concaves et convexes tout comme le Schmidt-Cassegrain, mais la lentille correctrice est une lentille ménisque en forme de bol en verre optique et assez épaisse, qui est elle-même sphérique et très facile à fabriquer, à condition de pouvoir fraiser de gros morceaux de verre optique coûteux. De nombreux Maksutov sont de la conception Gregory-Maksutov, inventée par John Gregory, qui utilise un "spot" métallique revêtu appliqué au centre du correcteur, par opposition à un miroir secondaire séparé. Cela réduit le coût et la complexité et supprime le souci de collimater le secondaire. L'inconvénient est que les dommages causés au revêtement du spot sont pratiquement irréparables, car la plupart des fabricants ne les entretiennent pas et une société de revêtement ne peut ou ne veut pas masquer le correcteur juste pour revêtir le spot ; à moins d'essayer de l'argenter chimiquement vous-même, vous n'avez pas de chance. Les quelques Maksutovs avec des miroirs secondaires séparés - généralement ceux fabriqués en Russie - sont connus sous le nom de Rutten-Maksutovs, bien qu'ils ne fassent techniquement que suivre la conception de base originale.
En raison du prix et du travail plus précis nécessaire à la fabrication du Maksutov, il n'était pas économique de le produire pour les amateurs jusqu'à ce que des installations de fabrication plus automatisées deviennent disponibles, combinées à une main-d'œuvre bon marché à l'étranger. C'est en partie la raison pour laquelle il existe peu de Maks plus grands qu'environ 8-10", et ceux qui existent sont soit des instruments spécialisés de recherche-défense comme les Questars de 12" appartenant à la NASA, soit des télescopes amateurs personnalisés comme le Maksutov de 22" de l'Observatoire de Stamford, qui est le plus grand au monde.
L'autre limite majeure de la fabrication et de l'utilisation réelle des grands Maks est que l'épaisse lentille correctrice, en plus de la tâche quasi-impossible d'acquérir d'assez gros morceaux de verre crown pour les fabriquer, est intrinsèquement un cauchemar thermique, absorbant la chaleur toute la journée et luttant pour se refroidir pendant la nuit, produisant des images déformées et d'énormes courants d'air turbulents ce faisant. Sortir même un Maksutov de 3,5 pouces par une nuit fraîche peut nécessiter d'attendre plus d'une demi-heure pour qu'il refroidisse, et les Maksutov de 6 pouces ou plus nécessitent essentiellement un refroidissement actif ou une isolation passive réfléchissante enveloppée autour d'eux, quel que soit l'endroit où ils sont stockés ou utilisés pour fonctionner - sinon ils ne refroidiront littéralement jamais. Un pare-buée et/ou des chauffages comme pour les SCT sont nécessaires pour éviter que le correcteur ne devienne trop froid, cependant, surtout si vous utilisez une isolation ou des ventilateurs. Certains grands Maks ont même des dos détachables pour ouvrir le tube autrement fermé et exposer directement l'intérieur et le miroir primaire à l'air frais de la nuit. Malheureusement, les concepteurs des anciens Maksutovs n'étaient pas les plus sages. Le Meade 7" Maksutov vendu tout au long des années 2000 a un contrepoids géant en fer qui doit être retiré de la lunette pour lui permettre de fonctionner - au prix de le rendre inutilisable sur la monture à fourche standard avec laquelle il est livré. Le 22" de l'Observatoire de Stamford n'a aucun système de refroidissement actif ou passif, un miroir primaire extrêmement épais, une cellule de miroir en fonte, et aucune ventilation en dehors d'un minuscule trou dans le tube supérieur, et fournit donc des images nettes même à la "faible" puissance de 200x environ une fois par an lorsque les conditions à l'intérieur et à l'extérieur du télescope peuvent correspondre et que l'atmosphère elle-même coopère.
Bien que techniquement non inhérent à la conception, la grande majorité des Maksutov-Cassegrains utilisent des systèmes de mise au point identiques aux SCT, bien que leurs petites ouvertures réduisent le problème du décalage de l'image, et le flop du miroir n'est pas un souci, car les rapports focaux f-12 ou plus généralement utilisés limitent l'astrophotographie du ciel profond au point de la rendre infructueuse. La plupart des Maks ont également des baffles plus petits qui peuvent ne pas permettre aux lunettes d'éclairer complètement le champ d'un oculaire de faible puissance de 2", même si elles sont commercialisées comme fonctionnant avec des accessoires de 2", et cela se traduit par du vignettage avec les DSLR ou les caméras d'astronomie refroidies. Cependant, les Maks restent de merveilleuses lunettes pour l'astronomie visuelle et l'imagerie planétaire, à condition que vous puissiez les faire fonctionner et vous en offrir une.
