Brevet FR2327559A1 — publié le 19770506

La présente invention concerne les télescopes à grand champ optique plus particulièrement destinés à photographier la terre du bord d'un satellite. I1 est connu que pour obtenir la photographie de la terre par un procédé de balayage ligne par ligne, on peut combiner le déplacement du satellite autour de la terre avec la rotation de l'axe du télescope suivant un cône. Dans cette rotation l'axe du télescope parcourt un cercle sur la surface de la terre. On n'utilise par exemple que 1200 de ce cercle, cet arc étant pris perpendiculairement au déplacement apparent de la terre. La rotation produit les "lignes et le déplacement fait passer d'une ligne à la suivante. Dans cette technique connue, le télescope est solidaire du stellite et c'est ce satellite lui-meme qui est animé du mouvement de rotation précité. Un tel déplacement peut présenter des inconvénients pour les autres systèmes de mesure et de détection dont est équipé le satellite. Pour éviter cet inconvénient, des auteurs ont pensé à un télescope à grand champ optique dans lequel on n'utilise qu'un arc de cercle de ce champ, l'axe du télescope étant immobile par rapport au satellite, lui-mame stabilisé en "attitude", L'invention propose un moyen de faire parcourir cet arc de cercle au faisceau d'énergie tombant sur le récepteur.Le télescope selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte un objectif fixe constitué d'un miroir concave sphérique dont le centre de courbure se trouve au sommet du cane, un miroir convexe mobile en pivotement autour du centre de courbure de l'objectif de manière que son axe optique se déplaçant suivant les génératrices du cône du procédé classique, parcourt llarc de cercle du champ utile, et dtun récepteur dispos sensiblement au foyer du système. Selon une disposition préférée, le récepteur est fixe et un jeu de deux miroirs plans est interposé entre celui-ci et le miroir convexe, l'ensemble constitué par les trois miroirs précités étant mobile en pivotement autour de l'axe fixe jói- gnant le centre de courbure de l'objectif au centre du récepteur, cet axe étant l'axe du cane précité. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre et qui se réfère aux dessins annexes donnés uniquement à titre d'exemple et sur lesquels La figure 1 est une réprésentation schématique du système optique d'un télescope selon l'invention, et la figure 2 est uns vue X bout de l'objectif du télescope de la figure 1, suivant l'axe du cône. Sur is figures, la référence 10 désigne objectif d'un télescope à très grand champ destiné à équiper notamment un satellite en vue de photographier la terre par un procédé de balayage ligne par ligne. L'objectif 10 est constitué d'un grand miroir concave de forme shpérique qui est assujetti par tout moyen approprié au satellite (non représenté). Entre l'ob- jectif 10 et le centre de courbure 12 de celui-ci se déplace un petit miroir convexe mobile 14 dont l'axe optique 16 passe par le centre 12. A l'aide d'un mécanisme de conception classique (non représenté) le miroir 14 est astreint à se déplacer en pivotement autour de l'axe du cône de manière que la distance qui le sépare de Objectif demeure constante. Le télescope est complété d'un récepteur quasi ponctuel d'un quelconque type conhu convenable (non représenté) qui est placé au foyer 18 du système. Ce récepteur peut être mobile et assujetti au miroir 16 pour se déplacer avec celui-ci autour de l'axe du cane. Compte-tenu des parasites que peut engendrer un tel déplacement du récepteur et des cibles électriques qui y sont reliés, on préfère rendre le récepteur fixe par rapport à l'objectif TO en prévoyant un jeu de deux miroirs plans 22 et 24 convenablement disposés et entrainés avec le miroir 14 pour maintenir Irimage au centre du récepteur fixe au cours du déplacement du miroir 14. Celui-ci, compte-tenu des deux lis de pivo temeat déinies ci-dessus, se déplace suivant le cercle générateur d'un cône de révolution ayant son sommet au centre 12 et son axe de symétrie confondu avec l'axe 20. Il est par exemple d 14'. Le miroir 14 forme avec l'objectif sphérique 10 (ou plutôt avec la seule partie utile de cet objectif), un télescope élémentaire de type Cassegrain dont le champ qtique propre demeure faible. Avec le déplacement du miroir 14 autour de l'axe 20 selon un angle qui peut être limité à une valeur déterminée égale à 1200 par exemple, on réalise un télescope à très grand champ optique apte à balayer sur un arc de cercle une surface déterminée. Dans le cas d'une utilisation sur satellite le télescope sera stabilisé de manière que le balayage optique résultant du déplacement du système des trois miroirs 14, 22 et 24 s'effectue sensiblement perpendiculairement au déplacement relatif du satellite par rapport à la surface de la terre qu'il s'agit de photographier. Le miroir 14 pourrait être de type sphérique et avoir, d'une manière en soi connue, son centre de courbure confondu avec le centre 12 (élimination de la "coma"). Cependant, en pratique, pour réduire l'encombrement, tout en gardant une grande distance focale, il est avantageux de donner au miroir concave un petit rayon de courbure et donc une grande ouverture relative ou grande ouverture numérique, et de réduire au moyen du petit miroir convexe l'ouverture relative résultante du télescope pour arriver à une distance focale suffisante assurant une bonne définition à l'image, (résolution suffisante pour le récepteur choisi et tâche de diffusion relativement faible, inférieure à 10" par exemple). Il est alors souhaitable de prévoir pour le miroir 14, un miroir asphérique apte à corriger l'aberration sphérique, la coma n'apparaissant pas étant donné que le récepteur se trouve sur l'axe du miroir 14. Si l'on se contente comme suggéré plus haut d'un balayage suivant un arc donné, de 1200 par exemple, de l'axe de visée 16 autour de l'axe 20 (qui constitue en fait l'axe du télescope), la plus grande partie du miroir concave 10 est inutile et peut etre supprimée comme représenté à la figure 2, le miroir 10 présentant alors la forme d'un secteur sphérique. Il est possible d'utiliser deux arcs de 1200 diamètralement opposés, ce qui revient à produire deux images décalées de la terre. Dans ce cas le miroir concave 10 peut etre débordé en forme de couronne. La rotation du système mobile des miroirs 14, 22 et 24 étant lente, de l'ordre de plusieurs secondes, il est possible de ne pas utiliser une rotation complète autour de l'axe 20 du cône, mais seulement de parcourir l'arc de 1200 avec retour rapide. Selon un exemple de réalisation préférée, les dimensions et caractéristiques du télescope de l'invention sont les suivantes - Focale résultante du télescope : 2.700 mm - Pupille d'entrée, c'est à dire diamètre du cercle instantané utilisé sur le miroir concave : 270 mm - Rayon de courbure du miroir concave : 1.450 mu - Rayon-de courbure paraxial du convexe : 628 mm - Coefficient de déformation asphérique du miroir convexe suivant le développement de SCHWARZSCHILD : 5,058 - Diamètre du miroir convexe : 85,5 mm - Distance entre les deux miroirs : 495 mm - Demi-angle au sommet du cône : i4 - Dimensions d'encombrement de ltensemble, y compris les mirojis plans et le récepteur : 53 x 85 x 90 cm environ. Il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée au seul mode de réalisation décrit ci-dessus et que des modifie cations peuvent être apportées sans sortir du cadre de la demande. REVENDICATIONS 1, Télescope à grand champ caractérisé en ce qu'il comporte un objectif fixe constitué d'un miroir concave sphérique, un miroir convexe mobile en pivotement autour du centre de courbure de l'objectif et un récepteur disposé sensiblement au foyer du système. 2. Télescope à grand champ selon la revendication 1, caractérisé en ce que le récepteur est fixe et en ce qutun Jeu de deux miroirs plans est interposé entre celui-ci et le miroir convexe, l'ensemble constitué par les trois miroirs précités étant mobile en pivotement autour de l'axe fixe joignant le centre de courbure de l'objectif au centre du récepteur. 3. Télescope à grand champ selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'axe mobile joignant le centre de courbure de l'objectif au centre du miroir convexe fait un angle d'environ 140 aveç l'axe fixe précité. 4. Télescope à grand champ selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le déplacement angulaire autour de l'axe fixe précité de l'axe mobile joignant le centre de courbure de l'objectif au centre du miroir convexe est limité à une valeur déterminée égale à 1200 par exemple 5. Télescope à grand champ selon la revendication 4, caractérisé en ce que le miroir concave qui constitue l'objectif présente la forme d'un secteur sphérpe. 6. Télescope à grand champ selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le miroir convexe est de forme shpérique et a son centre de courbure confondu avec le centre de courbure de l'objectif. 7. Télescope à grand champ selon lrune des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le miroir convexe est asphérique. 8. Télescope à grand champ selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ses dimensions sont celles de la réalisation particulière proposée dans la description.