Dans cette section, je vais faire un tour d'horizon de tout ce qui se fait en matière d'instruments optiques utilisés en astronomie. A part notre oeil, les moyens de révéler les beautés du ciel sont assez nombreuses. Les offres proposées par les opticiens, les fabriquants de télescopes et les magasins comme Aldi ou Lidl montrent bien que l'univers optique de l'astronomie est riche et varié. Malgré cette apparente diversité, il est possible de classer tout cela en trois catégories:
- Les jumelles
- Les lunettes
- Les télescopes

Les jumelles

Les jumelles sont des instruments très simples et très pratiques. Elles sont réparties en deux modèles: à prismes ou à lentilles (jumelles de théâtre). Ces objets sont caractérisés par un faible grossissement (par exemple, des jumelles 7X50 ont un grossissement de 7 fois et le diamètre des lentilles d'entrée est de 50mm) et le fait que les deux yeux soient sollicités (ce qui implique une plus grande luminosité des images). Les jumelles sont très pratiques pour observer le ciel à grand champ, c'est-à-dire pour admirer des phénomènes relativement entendus sur la voûte céleste (constellations, amas ouverts, comètes, conjonctions planètaires...), mais ne permettent pas d'obtenir des détails pour des objets du ciel demandant un grossissement trop important (détails des planètes, nébuleuses planètaires, amas globulaires). Leur fabrication étant généralement assez complexe (surtout pour les jumelles à prismes), leur prix augmente très vite dès que l'on cherche à augmenter le diamètre.

Les lunettes

Les lunettes sont le plus ancien moyen optique d'observation du ciel qui ait été utilisé, la première ayant été pointée vers le ciel le fut par Galilée. Cet instrument est très simple et consiste en un long tube qui débute par une lentille et au bout duquel une seconde lentille (l'oculaire) permet de redresser les rayons lumineux pour les faire converger vers l'oeil de l'observateur. A priori, les lunettes sont plus adaptées pour le planètaire car une lentille de grand diamètre coûte très cher. On trouve néanmoins des lunettes de courte focale, avec des lentilles spéciales permettant d'obtenir des images diaboliquement lumineuses et présentant un piqué d'étoile somptueux.

Les télescopes

Les télescopes sont plus récents, leur première utilisation satisfaisante remontant à Newton. Ce sont des instruments optiques constitués de deux miroirs: un primaire et un secondaire. Dans cette catégorie, on distingue encore deus sous-groupes: les newton et les cassegrain.

Les télescopes de type newton sont les plus simples et les plus courants. Leur principe optique est le suivant: les rayons lumineux entrent dans le tube, frappent un miroir parabolique situé au fon dudit tube, convergent vers un miroir plan incliné à 45° et ressortent vers l'oculaire par le côté du telescope, sur le haut du tube. Cette configuration implique une facilité de fabrication (un seul miroir à tailler) et donc un prix relativement bas. Leur principal inconvénient est leur encombrement car un instrument de ce type possédant une focale importante (2000mm par exemple) sera très long et une escabelle risque de devenir nécessaire pour atteindre l'oculaire.

Les télescopes de type cassegrain sont une évolution par rapport aux newton. Ils sont constitués de deux miroirs eux-aussi, mais le miroir primaire est pourvu d'une forme sphérique et est percé en son centre, permettant de faire passer par ce trou les rayons qui ont été réfléchis par le secondaire convexe. Dans ce cas, l'oeil se place donc directement à l'arrière du tube. Un autre avantage est que cette formule otique compacte la longueur focale: pour une même distance focale, un cassegrain peut être jusqu'à trois fois plus court qu'un newton. Ces télescopes présentent toutefois un inconvénient, c'est que la forme sphérique du miroir primaire ne renvoit pas tous les rayons lumineux vers un unique point focal. Il est donc nécessaire d'y adjoindre une lentille correctrice, appelée lame (de Schmidt ou de Maksutov selon le principe optique; cette lame est prévue d'usine avec l'instrument). Cette lame a l'avantage d'isoler complètement les miroirs, empêchant les saletés d'entrer dans le tube, mais est très fragile et rapidement victime de la buée.

Cette petite synthèse se termine ici. Le but n'était pas de détailler tous les modèles, mais ces quelques informations sont déjà utiles pour s'y retrouver parmi la très riche panoplie d'instruments astronomiques.

L'astronomie étant une activité basée sur l'utilisation d'instruments optiques, il peut s'avérer intéressant (à défaut d'être foncièrement utile) d'aborder le côté technique de ce matériel. Cette page a pour objectif d'éclaircir de manière succinte quelques points théoriques de l'astronomie instrumentale.

Les notions qui vont être abordées seront les suivantes:
La focale et le diamètre
Le grossissement
Le grossissement maximal
Le rapport focale/diamètre

Les fondamentaux: la focale et le diamètre.

Ces deux paramètres sont les plus importants car ce sont eux qui vont caractériser l'instrument.
Le diamètre, comme son nom l'indique, désigne le diamètre de l'optique principale du télescope. C'est-à-dire le miroir primaire pour un réflecteur, et la lentille d'entrée pour un réfracteur (une lunette astronomique). Le diamètre est une donnée fondamentale, pratiquement la plus importante à connaître car c'est cette grandeur qui va déterminer la capacité du télescope à collecter de la lumière et ainsi donner des images plus riches en informations.
La focale quant à elle désigne en quelque sorte la longueur que parcourt la lumière entre le moment où ses rayons sont déviés par l'élément optique principal et l'instant où ceux-ci atteignent le point focal dans notre oeil. Cette donnée va caractériser ce qu'on pourrait qualifier de "potentiel de grossissement" du télescope.

Ces deux paramètres sont renseignés directement sur l'instrument par les lettres F et D ou bien sous la forme D\F

Le grossissement.

Le grossissement d'un télescope est une donnée qui permet de comparer la taille de l'image perçue par l'oeil dans l'instrument avec l'image observée à l'oeil nu. Cette information, contrairement à ce que l'on pourrait penser, n'est absolument pas nécessaire en astronomie car en pratique l'observateur tentera toujours de doser habilement le grossissement de manière à obtenir un bon compromis entre luminosité et détails.
La formule permettant de connaître le grossissement est la suivante:

G=F/f

où G est le grossissement, F la focale de l'instrument et f la focale de l'oculaire utilisé. L'emploi d'une lentille de barlow mulitplie la focale de l'instrument du même facteur que celui renseigné sur ladite barlow.

Le grossissement maximal.

La tentation de vouloir obtenir le plus grand grossissement possible peut être grande. Il faut néanmoins savoir que plus le grossissement sera important, plus l'image sera sombre, instable, difficile à mettre au point. C'est la raison pour laquelle les astronomes amateurs estiment qu'il ne faut pas dépasser un certain grossissement sous peine de perdre de la qualité d'image.
Ce grossissement critique dépend uniquement du diamètre de l'instrument.

G=2,5.D

où G est le grossissement critique et D est le diamètre du télescope.

Le rapport focale/diamètre

Ce rapport est crucial pour déterminer la nature des objets qu'il sera possible d'observer dans l'instrument. Cela signifie qu'il est possible de classer les télescopes en trois catégories: adaptés pour le planétaire, le ciel profond et les polyvalents. Ainsi, un instrument dont le rapport F/D est supérieur ou égal à 11 sera adapté à l'observation du système solaire et aux objets demandant un grossissement important. Si ce rapport est compris entre 7 et 11, le télescope sera capable de fournir des images correctes du ciel profond comme du planétaire, mais ne sera spécialisé dans aucun des deux. Pour finir, si le rapport est inférieur à 7, alors le ciel profond sera une cible privilégiée.
Pour déterminer ce rapport, c'est simple, il suffit de connaître la focale, le diamètre et d'en effectuer le quotient:

rapport= F/D