14.11 Le miroir liquide
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et le t´ elescope ` a miroir liquide devient peu `
a peu r´ ealit´ e. L’article [7] est une lecture
passionnante sur le sujet.
Avant d’en dire plus, commen¸ cons par expliquer le principe. Lorsqu’on fait tourner
un liquide `
a vitesse constante, sa surface prend la forme d’un parabolo¨ ıde de r´ evolution,
soit exactement la forme d’un miroir de t´ elescope ! C’est ce dernier fait que nous allons
montrer ci-dessous ` a l’aide du calcul des variations. Les miroirs liquides sont donc `
a base
de mercure. Il y a des avantages ´ evidents ` a cette technologie : ces miroirs sont beaucoup
moins coˆ uteux que les miroirs traditionnels et ont cependant une tr` es bonne qualit´ e de
surface. On peut donc en construire de beaucoup plus grands. De plus, il est ais´ e de
varier la distance focale : il suffit d’ajuster la vitesse angulaire. Le principal d´ efaut de
ces miroirs est qu’il est impossible d’aligner l’axe autrement qu’` a la verticale. Donc, si
ce miroir est utilis´ e dans un t´ elescope, la portion de ciel observable est limit´ ee au z´ enith,
soit ce qui est directement au-dessus du miroir.
Parmi les probl` emes que les chercheurs ont r´ esolus, on trouve l’´ elimination des vibrations, le contrˆ ole de la vitesse de rotation, qui doit ˆ etre parfaitement constante, et
l’´ elimination de la turbulence atmosph´ erique ` a la surface du miroir. Comme on ne peut
orienter le t´ elescope pour contrer la rotation de la Terre (voir l’exercice 18 du chapitre 3),
les objets c´ elestes observ´ es laissent une traˆ ın´ ee lumineuse semblable `
a ce que vous pouvez voir sur les photos nocturnes. L’´ equipe de Borra a r´ esolu le probl` eme en rempla¸ cant
la pellicule par un d´ etecteur CCD (dispositif `
a coupleur de charge qui, par exemple,
remplace la pellicule dans les appareils num´ eriques), et la technique utilis´ ee est appel´ ee
technique du balayage. Cette mˆ eme ´ equipe a ´ egalement construit dans les ann´ ees 1990
des miroirs liquides ayant jusqu’` a 3,7 m de diam` etre et produisant des images de tr` es
grande qualit´ e optique.
Fig. 14.17. Un miroir liquide
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et le t´ elescope ` a miroir liquide devient peu `
a peu r´ ealit´ e. L’article [7] est une lecture
passionnante sur le sujet.
Avant d’en dire plus, commen¸ cons par expliquer le principe. Lorsqu’on fait tourner
un liquide `
a vitesse constante, sa surface prend la forme d’un parabolo¨ ıde de r´ evolution,
soit exactement la forme d’un miroir de t´ elescope ! C’est ce dernier fait que nous allons
montrer ci-dessous ` a l’aide du calcul des variations. Les miroirs liquides sont donc `
a base
de mercure. Il y a des avantages ´ evidents ` a cette technologie : ces miroirs sont beaucoup
moins coˆ uteux que les miroirs traditionnels et ont cependant une tr` es bonne qualit´ e de
surface. On peut donc en construire de beaucoup plus grands. De plus, il est ais´ e de
varier la distance focale : il suffit d’ajuster la vitesse angulaire. Le principal d´ efaut de
ces miroirs est qu’il est impossible d’aligner l’axe autrement qu’` a la verticale. Donc, si
ce miroir est utilis´ e dans un t´ elescope, la portion de ciel observable est limit´ ee au z´ enith,
soit ce qui est directement au-dessus du miroir.
Parmi les probl` emes que les chercheurs ont r´ esolus, on trouve l’´ elimination des vibrations, le contrˆ ole de la vitesse de rotation, qui doit ˆ etre parfaitement constante, et
l’´ elimination de la turbulence atmosph´ erique ` a la surface du miroir. Comme on ne peut
orienter le t´ elescope pour contrer la rotation de la Terre (voir l’exercice 18 du chapitre 3),
les objets c´ elestes observ´ es laissent une traˆ ın´ ee lumineuse semblable `
a ce que vous pouvez voir sur les photos nocturnes. L’´ equipe de Borra a r´ esolu le probl` eme en rempla¸ cant
la pellicule par un d´ etecteur CCD (dispositif `
a coupleur de charge qui, par exemple,
remplace la pellicule dans les appareils num´ eriques), et la technique utilis´ ee est appel´ ee
technique du balayage. Cette mˆ eme ´ equipe a ´ egalement construit dans les ann´ ees 1990
des miroirs liquides ayant jusqu’` a 3,7 m de diam` etre et produisant des images de tr` es
grande qualit´ e optique.
Fig. 14.17. Un miroir liquide