Télescope de type Cassegrain

Le télescope de Cassegrain est un dispositif optique composé de deux miroirs, un miroir primaire concave et parabolique, dit objectif, et un miroir secondaire convexe hyperbolique. Il s'agit d'un dispositif réflecteur, proposé en 1672 par Laurent Cassegrain. Il fait suite à la proposition de l'Anglais Gregory, comportant un primaire parabolique concave et un secondaire également concave mais elliptique. Ce dernier, compte tenu de sa facilité de construction, sera utilisé jusqu'à la fin du XIX^e siècle.

Le principal avantage du Cassegrain est sa compacité, qui le rend transportable jusqu'à des diamètres de 300 mm. Mais l'utilisation d'un miroir parabolique a pour conséquence de créer une aberration de coma, ce qui déforme les étoiles en bord de champ en leur donnant une forme qui ressemble à une comète (coma = chevelure) et réduit donc le champ utilisable. Il faudra attendre le télescope Ritchey-Chrétien en 1927 pour réaliser une combinaison où la coma est corrigée. Le physicien allemand Karl Schwarzschild avait déjà donné en 1905 une théorie générale des systèmes à deux miroirs. On ignore si le professeur Chrétien qui a commencé à songer à ce télescope en 1910 a retrouvé ces résultats ou s'il a lu et appliqué le rapport de Schwarzschild (1873-1916).

Principe de fonctionnement

Contrairement au télescope de Newton, le miroir primaire est percé en son centre et les axes optiques des deux miroirs coïncident. L'image formée peut donc être perçue par un observateur, un capteur CCD, etc., placé derrière le télescope et non sur le côté comme dans le télescope de Newton, ce qui a pour effet de ne pas faire tourner l'image comme dans ce dernier.

Modèles dérivés

Le télescope Cassegrain a donné naissance à de nombreuses variantes, notamment les télescopes dits catadioptriques, qui possèdent une lame de fermeture sur laquelle est fixé le miroir secondaire, et qui permet de corriger les aberrations optiques. On trouve parmi ces variantes le télescope Schmidt-Cassegrain, très apprécié parmi les amateurs, qui reprend le montage de Cassegrain en l'associant à une lame de Schmidt pour corriger l'aberration de sphéricité. Cependant, les lames de Schmidt sont assez coûteuses. Le télescope Maksoutov-Cassegrain utilise à leur place un ménisque (une lentille concave, avec deux rayons de courbures légèrement différents), plus facilement réalisable par des moyens industriels.

Une autre évolution du Cassegrain est le télescope Ritchey-Chrétien dont la genèse date de 1910 et la première réalisation de 1927 avec un diamètre de 50 cm. Il est composé de deux miroirs hyperboliques, qui donnent une image focale corrigée totalement des aberrations de coma et de sphéricité (télescope aplanétique), reste l'astigmatisme et la courbure de champ qui peuvent être corrigés par des lentilles situées près du foyer.

La plupart des télescopes professionnels modernes, notamment Hubble, utilisent toujours la combinaison Ritchey-Chrétien. Un miroir primaire de Ritchey-Chrétien peut être utilisé au foyer, moyennant un correcteur de Ross, constitué de deux lentilles réalisées dans le même verre.

Enfin le télescope de Dall-Kirkham (env. 1924), afin de faciliter la réalisation du secondaire, possède un secondaire sphérique et non hyperbolique comme sur le Cassegrain. Il est facilement testable aux franges à l'aide d'un interféromètre de Fizeau sur un calibre sphérique, lui-même testé a l'appareil de Foucault comme un miroir. Compte tenu d'une coma plus élevée, il sera destiné au planétaire. La bonne régularité de la surface sphérique entraînera une excellente définition au centre du champ. Le primaire (elliptique) est un peu moins déformé que la parabole. Le Mewlon de Takahashi est le prototype de ce genre de télescope.

Bibliographie

• Texereau, La construction du télescope d'amateur. Vuibert.
• Danjon et Couder, Lunettes et télescopes. Blanchard, Paris, 1935, nouvelle édition en 1979.
• Rutten, Harrie; van Venrooij, Martin (2002). Telescope Optics. Willmann-Bell.

Voir aussi

Articles connexes

• Télescope

Liens externes

• Taille de miroirs, descriptions de télescopes, calculs du correcteur de Ross
• Un curé qui voyait loin! - Laurent Cassegrain, contemporain de Newton, Un site consacré au curé Cassegrain, inventeur du télescope du même nom

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