NOTIONS D'OPTIQUE
POUR LES ASTRONOMES AMATEURS
Nous devons tout d'abord faire une remarque sur le vocabulaire. Dans la langue française, le mot télescope est réservé aux instruments d'observation astronomique dont l'objectif est un miroir (ils ont un objectif réflecteur) alors que les lunettes que nous avons évoquées ci-dessus possèdent un objectif réfracteur (ou dioptrique), c'est à dire constitué d'une lentille (ou plusieurs). Ceci peut entraîner une confusion lors de la lecture des textes écrits en anglais (ou mal traduits) car, dans cette langue, le mot "telescope" désigne indifféremment les deux types d'instruments.
Au début, les performances des lunettes étaient limitées par l'aberration chromatique de leur objectif. Afin de s'affranchir de ce défaut, il y eu diverses tentatives dans la conception d'un instrument d'approche avec des miroirs. Certains auteurs ont conçu des instruments exclusivement avec des miroirs alors que d'autres ont choisi des solutions mixtes comprenant miroir(s) et lentille(s).
Le premier obstacle rencontré consistait à éviter de masquer l'objectif avec la tête de l'observateur... mais le plus grand problème résidait dans la difficulté d'obtenir des miroirs avec une qualité optique acceptable. C'est pour cela que les premières idées de télescopes ne furent même pas concrétisées. Les concepteurs se contentaient de publier des descriptions.
Par ailleurs, depuis la première lunette de Galilée, on cherche sans cesse à construire des instruments d'observation astronomique de plus en plus gros afin de repousser les limites observables. Cette course aux gros diamètres ne concerne plus les lunettes car on a atteint le diamètre maximal pour ce type d'instrument. En effet, l'objectif d'une lunette astronomique ne peut être tenu que par les bords et on ne peut donc pas maîtriser les flexions du verre sans donner des épaisseurs excessives aux lentilles. Un verre si épais serait trop absorbant. De plus, il est très difficile de couler de tels disques de verre avec une homogénéité suffisante.
Par contre, si l'objectif est un miroir, la lumière ne le traverse pas (l'homogénéité du matériau n'est donc pas critique) et il peut être maintenu sur toute sa surface non réfléchissante ce qui permet de maîtriser ses flexions.
Notons aussi que les surfaces des lentilles destinées aux objectifs des lunettes sont habituellement sphériques mais avec les télescopes nous rencontrons des surfaces asphériques (c'est à dire non sphériques) qui sont plus complexes à réaliser.
La plus grande lunette astronomique du monde a un diamètre de 102 centimètres, elle est entrée en service à l'observatoire américain de Yerkes en 1897. Après un essai infructueux pour fabriquer une lunette de 125 centimètres, les opticiens ont été convaincus qu'il n'y avait pas d'avantage à poursuivre le développement du diamètre des lunettes.
Les télescopes ont pris le relais...