Pour les astronomes comme pour les physiciens, les profondeurs de l'espace sont un trésor qui peut nous fournir les réponses à certaines des questions les plus profondes de l'existence. Cependant, l'observation de l'espace lointain présente sa part de défis, dont le moindre n'est pas la précision visuelle.
Dans ce cas, les scientifiques utilisent ce qu'on appelle l'optique active afin de compenser les influences externes. La technique a été développée pour la première fois dans les années 80 et reposait sur la mise en forme active des miroirs d'un télescope pour éviter la déformation. Cela est nécessaire avec des télescopes de plus de 8 mètres de diamètre et dotés de miroirs segmentés.
Définition:
Le nom Active Optics fait référence à un système qui maintient un miroir (généralement le principal) dans sa forme optimale contre tous les facteurs environnementaux. La technique corrige les facteurs de distorsion, tels que la gravité (à différentes inclinaisons du télescope), le vent, les changements de température, la déformation de l'axe du télescope, etc.
L'optique adaptative façonne activement les miroirs d'un télescope pour empêcher la déformation due aux influences externes (comme le vent, la température et les contraintes mécaniques) tout en maintenant le télescope activement immobile et dans sa forme optimale. La technique a permis la construction de télescopes de 8 mètres et de télescopes à miroirs segmentés.
Utilisation en astronomie:
Historiquement, les miroirs d'un télescope ont dû être très épais pour conserver leur forme et garantir des observations précises lors de leurs recherches dans le ciel. Cependant, cela est rapidement devenu impossible car les exigences de taille et de poids sont devenues peu pratiques. Les nouvelles générations de télescopes construits depuis les années 1980 se sont plutôt appuyées sur des miroirs très minces.
Mais comme ceux-ci étaient trop minces pour se maintenir dans la bonne forme, deux méthodes ont été introduites pour compenser. L'un était l'utilisation d'actionneurs qui maintiendraient les miroirs rigides et dans une forme optimale, l'autre était l'utilisation de petits miroirs segmentés qui empêcheraient la plupart des distorsions gravitationnelles qui se produisent dans les grands miroirs épais.
Cette technique est utilisée par les plus grands télescopes construits au cours de la dernière décennie. Cela comprend les télescopes Keck (Hawaï), le télescope optique nordique (îles Canaries), le télescope New Technology (Chili) et le Telescopio Nazionale Galileo (îles Canaries), entre autres.
Autres applications:
En plus de l'astronomie, l'optique active est également utilisée à d'autres fins. Il s'agit notamment des configurations laser, où les lentilles et les miroirs sont utilisés pour diriger le cours d'un faisceau focalisé. Les interféromètres, dispositifs utilisés pour émettre des ondes électromagnétiques parasites, reposent également sur l'optique active.
Ces inféromètres sont utilisés à des fins d'astronomie, de mécanique quantique, de physique nucléaire, de fibre optique et d'autres domaines de la recherche scientifique. L'optique active est également à l'étude pour une utilisation en imagerie aux rayons X, où des miroirs d'incidence du pâturage activement déformables seraient utilisés.
Optique adaptative:
L'optique active ne doit pas être confondue avec l'optique adaptative, une technique qui fonctionne sur une échelle de temps beaucoup plus courte pour compenser les effets atmosphériques. Les influences que l'optique active compense (température, gravité) sont intrinsèquement plus lentes et ont une plus grande amplitude en aberration.
D'autre part, l'optique adaptative corrige les distorsions atmosphériques qui affectent l'image. Ces corrections doivent être beaucoup plus rapides, mais aussi avoir une amplitude plus petite. Pour cette raison, l'optique adaptative utilise des miroirs correcteurs plus petits (souvent le deuxième, le troisième ou le quatrième miroir d'un télescope).
Nous avons écrit de nombreux articles sur l'optique pour Space Magazine. Voici le tamis à photons qui pourrait révolutionner l'optique, qu'est-ce que Galileo a inventé?, Qu'est-ce qu'Isaac Newton a inventé?, Quels sont les plus gros télescopes du monde?
Nous avons également enregistré un épisode entier d'Astronomy Cast consacré à l'optique adaptative. Écoutez ici, Épisode 89: Optique adaptative, Épisode 133: Astronomie optique et Épisode 380: Les limites de l'optique.
Sources:
- Wikipédia - Optique active
- Science Daily - Optique active
- Observatoire Européen Austral - Optique Active
- Australia Telescope National Facility - Active Optics
