PHOBOS-GRUNT AVANT RENTREE ATMOSPHERIQUE
Toute utilisation non strictement privée d'une de ces images doit faire l'objet d'une autorisation préalable
Cette vidéo de Phobos-Grunt
a été réalisée depuis Brunstatt (Alsace) le 23 décembre 2011 à 5h56m28s
UTC durant un passage à 56,9° de hauteur, direction NNE. Distance : 310 km.
Vitesse : 7,75 km/s. Phobos-Grunt est hors de
contrôle et sa rentrée atmosphérique est actuellement prévue pour mi-janvier.
Sur la vidéo ci-dessous, grâce à une
orientation spécifique de l’instrument (calculée avec www.calsky.com),
le mouvement du satellite durant tout son passage reste strictement horizontal,
de gauche à droite. Aux alentours de la culmination, le Soleil se trouve à
droite de l’image et la trajectoire de Phobos-Grunt est dirigée vers le
Soleil Ces images montrent que Phobos-Grunt se déplace à l’envers,
avec ses panneaux solaires déployés mais pas éclairés par le Soleil.
Instrument : Schmidt-Cassegrain Celestron EdgeHD C8 (203mm), focale 4000 mm, sur système de poursuite automatique décrit sur
cette page. Caméra :
Lumenera Skynyx L2-2 (fichiers fits 12 bits).
Fichier DivX téléchargeable (pour utilisation privée uniquement).
Notes sur la fiabilité des images de petits satellites aux limites de la résolution instrumentale
Au zenith, la taille angulaire maximale de Phobos-Grunt, qui est 5 fois plus
petite que la Navette Spatiale, est de seulement 6 secondes d’arc. Cette taille
est à comparer avec le diamètre du disque d’Airy pour un télescope de 355mm :
0,78” (1,1” pour un télescope de 250mm). Cela implique que le satellite couvre
un très petit nombre de pixels sur les images brutes et que des artefacts de
toutes origines peuvent survenir et même masquer les détails pouvant être
enregistrés : atmosphériques (turbulence, dispersion…), instrumentaux
(diffraction, divers aberrations optiques telles que chromatisme, coma,
astigmatisme, bougé dû au suivi manuel…), électroniques (bruit, compression
d’image…).
Pour éviter au maximum ces risques et garantir que tous les détails visibles sont réels, les solutions suivantes ont été choisies :
- un télescope de grande ouverture (203 mm) d’une excellente qualité optique, et une simple lentille de Barlow devant le capteur,
-
une
camera vidéo monochrome (images en format fits non compressé 12 bits) avec
filtre vert. En plus de la turbulence atmosphérique qui est capable de créer
n’importe quelle distorsion sur les images brutes
(comme illustré
sur cette page),
l’atmosphère agit comme un prisme, en étalant les couleurs le long d’un axe
vertical (bleu vers le zénith, rouge vers l’horizon). At 45° de hauteur sur
l’horizon, cette dispersion des couleurs dépasse 1,5”, à comparer avec la taille
apparente de Phobos-Grunt (moins de 4” à 45° de hauteur). Cela signifie qu’une
caméra couleur est inutile pour un si petit objet, toute variation réelle de
couleur étant masquée par cette dispersion atmosphérique. De plus, la matrice de
Bayer d’un capteur couleur introduit, sur un objet couvrant un très petit nombre
de pixels, des artefacts qui peuvent subsister même si l’image est convertie en
noir et blanc.
- application d’un traitement destine à améliorer la fiabilité des images : tous les astrophotographes planétaires utilisent le compositage d’image, ils savent qu’une image brute unique contient inévitablement du bruit et qu’aucun traitement ne peut lui être appliqué. Chaque image de la vidéo ci-dessus est un compositage de 10 images brutes consécutives, dans le but d’améliorer le rapport signal sur bruit et de lisser les effets de la turbulence.
- la séquence vidéo complète est présentée, et pas seulement une seule image choisie arbitrairement, afin de montrer la persistance des détails enregistrés.
A l’inverse, les images de Phobos-Grunt de Ralf Vandebergh prises le 29 novembre
2011 cumulent tous les handicaps. Un caméscope du commerce (JVC) est utilisé,
fournissant des vidéos 8 bits compressées. L’objectif du caméscope est placé
derrière un oculaire (sur un télescope de 250mm), ce qui représente une grande
quantité de verre et d’aberrations optiques hors-axe et qui contribue à des
artefacts colorés causés par les optiques et par le capteur, comme démontré dans
cette
analyse des images de Nanosail du même auteur (cette analyse montre que les
couleurs, de même que les formes visibles sur les images, ne correspondent à
aucun détail réel). Bien que le suivi manuel sur un objet se déplaçant à près de
2°/s et la turbulence atmosphérique (un fort gradient de pression et des rafales
de vent à 50 km/h, conditions régnant sur Les Pays-Bas le 29 novembre, sont
toujours associées à une forte turbulence) sont capables de générer n’importe
quelle forme distordue, une seule image brute est choisie arbitrairement et
traitée par très fort agrandissement (5 à 10 fois) et autres traitements
capables de transformer des artefacts (bruit, compression des images…) en
détails semblant réels. Le suivi manuel du télescope impique que l'objet se
balade dans le champ de la caméra et même peut en sortir et y rentrer, le
problème étant ges hors-axe données par un oculaire et par un objectif de
caméscope souffrent d'aberrations, notamment l'astigmatisme qui peut générer des
formes étendues et très complexes. Les détails visibles sur ces images sont
douteuses également pour les raisons suivantes :
-
compte tenu de l’équipement utilisé, la taille de Phobos-Grunt sur la vidéo
brute est de moins de la moitié de sa taille sur mes propres images et ces
“détails” sont plus petits que les plus petits détails jamais détectés par le
même auteur sur l’ISS ;
-
la
correspondance de ces “détails” avec les structures de Phobos-Grunt visibles sur
les dessins et photos de référence sont vagues : en l’absence de toute
indication d’échelle et d’orientation du satellite par rapport à sa trajectoire
et par rapport au Soleil (et grâce à la faculté du cerveau humain à trouver des
coïncidences imaginaires entre des groupes de taches lumineuses), de nombreuses
et invérifiables interprétations sont possibles. Choisir une image qui "semble
jolie" et essayer toutes les possibilités d'orientation du satellite jusqu'à
trouver une vague correspondance, et ensuite en déduire que cette image comtient
des détails réels, est un raisonnement qui se mord la queue.
Le très fort agrandissement de l'image est effectué au moins en deux étapes : une avec rééchantillonnage des pixels, une autre avec simple duplication des pixels. Au final, l'image traitée donne l'illusion que le satellite couvre beaucoup plus de pixels sur l'image brute que dans la réalité.
Malheureusement, l’auteur n’accepte pas de fournir ses séquences vidéo brutes, pour ce satellite ou pour n’importe quel autre, empêchant ainsi toute possibilité d’analyse de cohérence et de fiabilité des données brutes par d’autres personnes.
(C) Emmanuel Rietsch 2014.