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Les télescopes (Sciences & Techniques)

Publié le 22/02/2012

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Les corps célestes émettent un ensemble de rayonnements, allant des ondes radio à la lumière visible et aux rayons gamma. C'est le rôle des télescopes de recueillir cette variété de rayonnements pour mieux découvrir le visage de l'univers. Le télescope est un instrument d'optique qui a pour charge de récolter plus de lumière que l'oeil humain. La pupille de notre oeil ne peut en effet s'ouvrir que sur un diamètre de 8 mm. Un télescope avec une ouverture de 80 mm recueille la lumière sur une surface 100 fois plus grande et donc détecte des sources lumineuses 100 fois plus faibles, comme les étoiles lointaines. Les premiers instruments conçus par l'astronome Galilée (1564 - 1642) au début du XVII e siècle n'avaient que trois ou quatre centimètres d'ouverture. Le télescope réalisé en 1671 par Isaac Newton (1642 - 1727) est le premier qui comporte un miroir incliné à 45° et réfléchit la lumière. Aujourd'hui, la plupart des télescopes d'amateur mesurent quelques dizaines de millimètres d'ouverture mais les plus grands instruments professionnels atteignent des ouvertures de plusieurs mètres, comme celui du mont Palomar en Californie, dont l'ouverture fait 5 m. Recueillant près d'un million de fois plus de lumière que l'oeil humain, ce télescope serait capable de détecter une bougie placée à 15000 kilomètres de distance. La petite pièce de verre qui sert à recueillir la lumière est une lentille appelée objectif (dans le cas de la lunette astronomique) ou un miroir concave (dans le cas du télescope). La lentille de la lunette réfracte directement la lumière reçue vers le point focal où se crée l'image : c'est pour cette raison qu'on le nomme réfracteur. Au contraire, dans le miroir d'un télescope, la pièce de verre opère une réflexion vers le point focal : de tels instruments sont appelés réflecteurs.

« ture.

Là, la lumière est réfléchie à angle droit vers une ouve rture percée dans la paroi du tube .

Dans de tels télescopes, l'oculair e par lequel on observe est donc situé sur le côté.

L:autre type de réflecteur est l e té lescop e dit de Cassegrain (nommé d'après le physicien fran­ çais), où le petit miroir secondaire réfléchit la lumière non pas sur le côté mais à nouveau vers l e miroir principal au centre duquel une petite ouve rture est aménagée.

Dans de tels té lesco pes, l'oculaire par le quel on observe est donc situé dans l'ax e du tub e, derrière le miroir.

L'observatoire~ du Pic-du-Midi , installé à 2 BOO m d 'altitude dans les P yrénées .

Il abrite deux télescopes ayant 1 m et 0 ,6 m d 'ouverture et c onnut son âge d 'or en 1960 , lorsqu 'il reçut pour mission de cartographier la Lune en vue des vols Apollo.

Quant au tub e lui-m êm e, qui donne aux lun ettes et aux télescop es le ur form e caract éris­ tique, il a pour fonction de protéger le système des lumi è res parasites , ainsi que des poussières et de la vapeur d'ea u.

Les progrès de l'optique Lun ettes et t é lescopes ont connu un intens e dév elopp em e nt depuis le temps des premiers prototypes et ont dû surmonter de nombreux probl è mes d'optiqu e.

Les réfrac te urs se sont ainsi ~ Le grand télescope de l 'Observatoire royal de Greenwich en Angleterre , d ' après une gravure de 1880 .

Les télescopes sont montés sur des structures mobiles afin qu 'ils puissent être pointés dan s toutes les directions du ciel.

De ce fait , la coupole de l'observatoire est également mobile .

heurtés à un défaut de transmission de la lumi ère dans le verre appelé aberration chromatique- la formation de franges colorées autour de l' imag e.

Pour minimiser les effets de ce défaut , on a mis au point des longues focales: certaines lun e ttes performantes ont ainsi mesuré jusqu 'à 45 m de long , manœuvrées à l'intérieur de leurs coupoles par d'imposants systèmes de poulies et de levi ers.

L es lunettes aux plus grandes ouvertures sont celles de Yerkes (102 cm) et de Lick (91 cm ), toutes deux installées aux Etats-Unis.

Dans le principe du télescope ré flecte ur , la lumière recueillie par le miroir est réfl échie vers un miroir secondaire qui l'achemin e à son tour vers le point focal de l'oculaire.

Le premier grand réflecteur fut celui du mont Wilson (1,5 rn d'ou­ verture) , inauguré en 1908, mais c'est seulement après la guerre que les premiers instruments géants furent vraiment construits: avec une ouver­ ture de 5, 08 m, le télescope du mont Palomar en Californie détint très longtemps le record de l'ins­ trument le plus sensible au monde.

Il ne fut dépassé qu'en 1976 par le réflecteur de 6 rn de l'Observa­ toir e de l'Académie des sciences russ e de Zelent­ chouk dans les monts du Caucase.

D'autres télescopes encore plus performants sont à l'étude , qui combineront plusieurs miroirs afin de synthétiser de façon artificielle une très grande ouverture.

Un premier appareil de ce type a été mis en service à Kitty Peak, en Arizona , et est composé de six miroirs de 1,8 m donnant le m ê me résultat qu'un miroir virtuel de 4,5 m.

Les télescopes spatiaux La lumière que nous envoient les astres est sévè­ rement filtrée par l'atmosphère avant de parvenir à nos instruments.

C'est pour cette raison que les té lesco pes sont installés sur les hauteurs afin d'échapper au filtrage et aux turbul en ces ind ési-. »

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