Ce texte est une tentative de réponse à cette question que beaucoup de
gens nous posent par e-mail,témoignant d'un interet pour le radio-astronomie
mais reflettant parfois une certaine 'panique'...
NB : Pour les questions générales du style 'qu'est ce que la radio-astronomie ?' , nous renvoyons
vers des sites consacrés à ce sujet.Votre fureteur favori trouvera des tas de pages consacrées à
la radio-astronomie.
Nous allons essayer d'expliquer ce que l'on peut faire,et ce que l'on peut attendre
d'un point de vue amateur. Nous envisagerons les choses simplement à partir de notre
expérience personnelle.
1)Prudence !!!
Il nous semble que il faut tout d'abord etre réaliste,ce qui ne veut pas dire défaitiste.
La radio-astronomie est une science ingrate,il ne faut pas vous attendre à pouvoir un jour
voir sur un écran d'ordinateur les jolies images de galaxies que vous voyez dans les revues,
pas plus d'ailleurs que vous ne verrez de jolies images en couleurs de galaxies avec un télescope
d'amateur style 115/900 par exemple.Ce que vous pourrez observer est néammoins tres interessant
mais se rapproche plus du genre des résultats obtenus lors des débuts de la radio-astronomie apres la
2 eme guerre mondiale:sur des enregistreurs graphiques vous verrez gigotter une aiguille
et votre émerveillement sera total de ce que vous pensez recevoir...
(à notre époque comme on entend souvent dire ,les enregisteurs graphiques sont remplacés
par un pc avec un logiciel d'acquisition , mais pour des raisons que j'expliquerai je préfere
les enregistreurs graphiques .)
A ce titre la radio-astronomie d'amateur est surement plus ingrate
que l'astronomie optique d'amateur.On peut penser que si au niveau amateur il n'y a
pas de découverte à faire , par contre il me semble que les amateurs pourraient,en se concertant
participer par exemple à des observations de surveillance quotidienne en particulier au niveau
du soleil et par là meme à un certain travail scientifique.
Ceci étant dit , des tas de choses sont possibles,la preuve on joue à ça depuis plus de 10 ans , on est loin d'etre lassés , au contraire . Courage !!!!
2)Que pourrez vous observer?
*ce qui vient en premier à l'esprit est probablement le soleil. Notre étoile est un émetteur puissant et proche.
Il peut etre reçu avec des moyens modestes. Sur des fréquences voisines de 100 mhz vous recevrez
en période d'activité des nombreux sursauts d'aspect tres varié,tant en durée que puissance.
Ceci fait du soleil un objet de choix , surement le moins ingrat .
*la voie lactée , cassiopée , et les quelques radio-sources les plus puissantes sont beaucoup plus monotones.
Elles ont un flux constant,et quant vous les aurez reçues une fois ce sera toujours pareil .
*jupiter est intéressant(sursauts) et facile a recevoir mais nous n'avons pas d'experience a ce sujet.
En fait , de façon réaliste, ce qui semble le plus accessible et de nature à maintenir un
intéret est la radio-astronomie solaire . C'est ce que nous faisons.
3)Faut il des connaissances en électronique?
Je suis désolé de dire que oui il faut des connaissances en électronique.
Il faut nuancer en disant que il n'est pas indispensable d'etre tres calé, mais il vaut mieux
quand meme connaitre (construire ?) son materiel, connaitre ses défauts, savoir le réparer.En fait des solutions
simples existent, qui ne demandent que un niveau de bricoleur un peu experimenté,
et pas beaucoup d'appareils de mesure sophistiques . Sachez qu'il existe une association :SARA
Society of Amateur Radio-Astronomers( cf page de liens ) , avec une section européene, cette association
internationale édite une brochure pleine d'idées.Enfin si vous débutez en électronique un conseil
ne le faites pas tout seul, allez plutot à un radio-club proche de chez vous, et parlez de vos
projets aux radio-amateurs que vous rencontrerez . Beaucoup de radio-astronomes amateurs
sont ou ont été radio-amateurs et certains radio-amateurs n'osent pas se lancer dans
la radio-astronomie.
4)Faut il d'autres connaissances?
Pour installer nos engins diaboliques nous avons du apprendre et faire beaucoup de choses,
il a fallu creuser et couler des tonnes de béton pour faire les socles des antennes, il
faut toujours faire un peu de mécanique pour ces memes antennes:percer,souder etc...
Il faut faire des programmes informatiques ...
Pour la doc serieuse , allez dans les facs de sciences et les observatoires de votre région,
ils sont souvent abonnés à des revues comme 'SKY AND TELESCOPE' ou 'L'ASTRONOMIE',et ont
souvent des livres de radio-astronomie . Il a suffi qu'un chercheur s'y intéresse un jour
pour qu'il fasse commander des livres....nous avons été surpris de tout ce que nous avons
pu trouver à la fac de sciences de Bordeaux,et a l'observatoire de Floirac. Nous avons aussi
pu faire venir plusieurs livres d'universités étrangeres par la procedure dite de
'pret inter-universitaire' pour profiter de laquelle il n'est pas obligatoire d'etre étudiant,
mais simplement abonné à la bibliotheque (lecteur libre).
C'est tres varié, la radio-astronomie est un sport complet....
5)Quel materiel faut il pour débuter?
C'est probablement la question que l'on nous pose le plus souvent. La réponse n'est ni simple
ni unique.
Le matériel dépend de ce que vous voudrez recevoir. Nous ne pouvons donner que des idées générales,
mais quand vous aurez un projet plus précis,nous pourrions vous aider à l'affiner et à chercher
les meilleures approches techniques.
a)Choix de la fréquence à utiliser : prenons l'hypothese que vous voulez recevoir le soleil
que faut il envisager?
Tout d'abord il faut démystifier l'idée que les radio-télescopes=antennes paraboliques,
c'est ce que l'on voit dans les observatoires professionnels,mais il s'agit d'antennes
de tres grandes dimensions (plusieurs dizaines de metres de diametre,ce qui fait que elles
ont un gain important meme à des fréquences assez basses.). Pour nous des antennes 'yagi'
telles que les antennes tv suffisent avec leur gain qui est souvent voisin de 10db.
Ensuite aussi pour le soleil il faut savoir que il est inutile et meme nuisible
en quelque sorte d'utiliser des fréquences tres élevées supérieures à 1000 mhz,
car les sursauts sont le plus facilement observables en vhf aux alentours de 100 mhz,
quel dommage que la bande fm soit si encombrée,il faut se mettre sur une fréquence légerement
supérieure,c'est pour cela que nous avons choisi une fréquence de 169 mhz,voisine des 164 mhz
utilisés à Nançay,et qui chez nous s'est avérée exempte de toute émission tv ou radio-taxi:
C'EST TRES IMPORTANT, le choix de la fréquence dépend en définitive des conditions de pollution
radio-électriques locales.Le soleil(et les radio-sources) émet un continuum , c'est à dire un
rayonnement à large spectre . Bien sur il existe des fréquences de radio-astronomie officielles ,
mais les récepteurs sur ces fréquences sont rares (pour cause , ce sont des radio-télescopes)
tres difficiles à trouver,il faut les construire entierement , ce qui n'est pas simple et est
tres couteux.En fait on utilise la plupart du temps des récepteurs tout faits (tv ou recepteur
vhf,ou uhf de récupération) , tels quels ou modifiés.
b)Choix du site : La qualité de la réception dépend aussi de choses simples comme la présence de lignes
électriques géneratrices de parasites,ou la présence d'émissions génantes,je pense par exemple
aux radio-amateurs ou aux cibistes qui envoient des dizaines de watts.Ceci n'est pas une critique
mais une constatation , si votre voisin est cibiste ou radio-amateur il est probable
que vous ne pourrez jamais rien recevoir en provenance des astres car la puissance infime
qu'ils vous envoient ne fera pas le poids face à leurs watts!!!Et votre radio-télescope
avec ses préamplificateurs à grand gain et vos grandes antennes sera tres perturbé meme
si vous n'etes pas sur la meme fréquence . Il restera la solution du temps partagé.
Si par malheur vous habitez trop pres d'un emetteur tv ou d'un relai de radio-telephones
cela promet d'etre tres difficile .
Une installation en centre ville serait également tres génée par les parasites automobiles
et autres .
Un bon endroit est à la campagne , loin des routes , des lignes edf ht , et au milieu
des pins qui constituent un excellent absorbant , sauf vers le haut ce qui est précisément
ce qui nous intéresse (les feuillus n'ont pas cet effet là) . Le probleme c'est que
l'on ne choisit généralement pas ces choses la.
c)Choix du materiel:
Pour schématiser un radio-télescope se compose des principaux éléments suivants:
*l'antenne .
*les préamplificateurs qui doivent etre montés le plus pres possible de l'antenne
*le récepteur proprement dit .
*un systeme de traitement de signal qui fait l'interface , adapte le signal reçu entre le
récepteur et le systeme d'enregistrement .
* le systeme d'enregistrement .
Détaillons un peu:
*L'ANTENNE: bien sur elle dépend de la fréquence que vous recevez , si vous voulez
recevoir le soleil en vhf sur la bande tv 160-220 mhz, une antenne tv est correcte,en uhf
sur la bande 460-860 mhz aussi (signalons que 604 mhz est une frequence radio-astronomie officielle)
Si vous voulez écouter Jupiter c'est aux alentours de 20mhz-25mhz , une antenne 'deca' dipole
suffit souvent. Si vous voulez travailler sur des fréquences plus élevées une parabole est
indispensable.Sur la bande 11ghz une parabole de 1m de diametre avec un lnb courant permet de
recevoir le soleil,mais comme nous l'avons dit,sur ces fréquences il n'y a peu ou pas de sursauts.
Vous pourrez souvent trouver des paraboles de grandes tailles parfois un peu cabossées,chez des
récupérateurs de métaux.Mais la il faudra faire du béton pour le socle et pas mal de mécanique
pour le guidage . Il n'est pas obligatoire que une antenne soit orientable dans toutes les
directions (azimut / élévation) , pour débuter , ou si votre antenne est trop importante ,
vous pouvez envisager une monture méridienne , orientable seulement en élévation , et laisser
le ciel défiler.
*LES PREAMPLIFICATEURS: eux aussi dépendent de la fréquence reçue,on peut utiliser
en vhf et uhf tv soit des préamplis large bande du commerce ,ce qui n'est pas recommandable
car leur facteur de bruit est élevé,et leur manque total de sélectivité risque de faire
que le récepteur soit saturé de parasites en tous genres...il vaut mieux envisager un préampli
accordé sur la fréquence de travail , le facteur de bruit sera meilleur , et il éliminera
les émissions parasites . Par contre il faudra trouver un radio-amateur ou un club pour vous aider
à le construire . En décametriques , pour Jupiter un préampli accordé s'impose probablement vu le
niveau de pollution hertzienne à ces fréquences . Plus haut en hyper , cela dépend de ce que vous
trouverez . Les tetes satellites existent à la fois dans les bandes 4 ghz et 11 ghz .Dans les
surplus , on peut trouver des faisceaux hertziens entre 1,6 et 2,2 ghz notamment.Tout ceci peut
constituer de bons étages d'entrée . Mais là si vous décidez de vous lancer , il faudra bucher un
peu (beaucoup..énormément) , et/ou vous faire aider.
*LE RECEPTEUR: il est évident qu'il détermine le fréquence que vous recevez. En fait
il ne s'agit pas d'une fréquence unique , mais plutot d'une bande de fréquences, et il faut savoir
que un récepteur sera d'autant plus sensible que cette bande sera large, mais il sera ausi plus
vulnérable aux émissions parasites. On oscille donc toujours entre ces deux problemes:
sensibilité-protection par rapport à la pollution hertzienne . Et le choix optimal dépend de vos
conditions locales. En vhf et uhf on peut trouver des recepteurs aviation qui sont à bande
passante étroite (100 khz), peu sensibles (quoique !!!),mais bien protégés contre les
perturbations,ou utiliser des récepteurs tv qui sont à bande large,plus sensibles ,et plus
vulnérables.Signalons que dans un tv la voie son est à bande plus étroite(1mhz) que la voie image
(8 mhz).Nous utilisons en vhf des récepteurs aviation modifiés. En deca , un récepteur de trafic
doit faire l'affaire. Avec les tetes satellites, vous pouvez soit utiliser le décodeur et le
modifier , soit construire votre propre récepteur à la suite de la tete satellite .
Voici les maitres mots pour la construction des postes:
*stabilité mécanique totale: rack métallique
*stabilité thermique: ventilation
*stabilité électrique: alimentations stabilisées, si vous utilisez un poste tv,ou un récepteur
de récup il faudra probablement refaire les alimentations.
*blindage total, prises profesionnelles:type N ou SMA, cables coaxiaux de tres bonne qualité,
jeter sans scrupule les prises tv et cables tv, des prises N et des bons coax existent en 75 OHMS.
Le mieux est de construire des adaptateurs 75 ohms/50ohms et de tout passer en 50 ohms,
car c'est sur cette impédance que sont construits les appareils de mesure.
Chasser les mauvais contacts, par exemple si vous utilisez un recepteur tv avec un vieux
rotacteur a galettes , une fois que vous avez trouvé la bonne fréquence: soudez les galettes,
idem si vous utilisez en déca un vieux récepteur de trafic...
*laissez vos postes allumés 24h/24,ils seront stables. La mise en température prend
plusieurs heures.
*LE SYSTEME DE CONDITIONNEMENT DE SIGNAL, d'adaptation entre la sortie de récepteur
et l'enregisteur. Il faut savoir que ce qui sort de récepteur est du souffle , un souffle
qui comprend à la fois celui du récepteur et celui provenant de l'astre observé . Il faut donc
supprimer de ce souffle total,celui du récepteur de façon à ne garder que celui de l'astre,
intégrer la différence obtenue , et l'amplifier avant de l'envoyer au systeme d'enregistrement.
Ceci se fait ici par quelques amplificateurs opérationels de bonne qualité( op07,op27 ),
dans un boitier accessoire qui peut etre mis à la suite de divers récepteurs . Nous pourrons
vous en fournir un schéma.
*L'ENREGISTREUR: deux solutions s'offrent à vous:
* un enregistreur graphique papier,que l'on peut trouver d'occase.Aux vitesses de déroulement
utilisées (ici 1mm/mn) le rouleau (70f en moyenne) dure 1mois les feutres aussi.
* un pc avec un logiciel d'acquisition: il faut acheter l'interface et le logiciel,et
cela revient aussi cher que l'enregistreur. Nous n'aimons pas cette solution car d'une part
un pc ça plante (!!!!) et alors adieu les mesures..., d'autre part un pc génere des parasites
qui perturbent le récepteur. Il vaut beaucoup mieux l'enregistreur graphique surtout au début
ou vous risquez d'avoir plein de problemes, alors ne rajoutez pas les interferences
avec le pc.
QUELQUES IDEES: avec un recepteur vhf , un systeme de conditionnement de signal , et
un enregistreur on peut envisager diverses choses : avec une antenne et un préampli
vous pourrez recevoir le soleil,ses sursauts,en bonus cassiopée et le cygne,
vous pourrez faire une carte grossiere du ciel radio à votre fréquence en laissant
défiler le ciel plusieurs jours durant et en variant l'élévation de votre antenne chaque
jour.Avec deux antennes et deux préamplis vous ferez de l'interférométrie,éventuellement à base
variable si vous bougez vos antennes.Avec un recepteur tv, une bonne antenne , un bon préampli certains
ont reçu le pulsar du Crabe, il se manifeste sur l'écran par une bande oblique,résultat des bips
du pulsar. Un récepteur tv en uhf , en haut de la bande(860mhz) doit pouvoir faire un honnete récepteur
à la suite d'une tete 11ghz qui sort en principe de 1ghz à 2 ghz, mais en fait surement beaucoup plus.
Tout ceci pour vous montrer ce qui est accessible de façon simple...
6)Combien ça coute?
Cela dépend.
Si vous voulez utiliser un récepteur tv, cela se trouve dans toute déchetterie
bien achalandée!! Une antenne tv bande vhf :300f, les préamplificateurs faible bruit
à peu pres la meme chose, l'électronique du systeme de traitement de signal doit pouvoir
etre réalisée pour 500f en utilisant de tres bons composants (stabilité oblige), et l'enregistreur
graphique simple voie doit se trouver pour 500-1000f chez un casseur ,un labo qui voudra s'en
défaire vous le donnerait probablement. Allez faire un tour dans les facs de sciences, des tas de
choses trainent et ne demandent qu'à servir. Abonnez vous au 'Bulletin des Domaines'(cf:
les services des impots de votre résidence), les différentes administrations vendent leurs
appareils de mesure pour pas cher et souvent en état neuf ou presque,allez faire un tour chez les
marchands d'appareils électroniques d'occase ou meme chez des ferrailleurs qui souvent
récuperent des appareils de mesure...c'est ainsi que nous sommes équipés ,y compris pour la
parabole de 3.3 metres et cela ne coute rien ou presque.Bien sur on trouve aux USA des systemes
tout faits,mais là attendez vous à casser votre tire-lire!!!!!et puis si ils tombent en panne,
cela devient tres dur à réparer.
7)Ce n'est pas une question , c'est un conseil: faites vous aider.
Nous esperons que ce petit texte en forme de FAQ a pu vous etre utile.