Brevet FR2527345A1 — publié le 19831125

Dispositif de basculement du miroir secondaire d'un télescope La présente invention a trait à un dispositif de basculement du miroir secondaire d'un télescope. Le basculement périodique du miroir secondaire d'un télescope permet de diminuer, lors des mesures photométriques, l'influence du rayonnement de fond de l'atmosphère terrestre et du télescope lui-même, en mesurant différentiellement le rayonnement provenant de champs célestes très proches Le dispositif de basculement du miroir secondaire d'un télescope doit fonctionner sans trépida- tions et doit consommer une puissance aussi faible que possible, tout particulièrement lorsque le télescope doit être utilisé pour des mesures en infrarouge et doit, à cet effet, être refroidi à très basse température, par exemple de l'ordre de 10 'K, et est destiné à une utilisation dans l'espace interplanétaire. La présente invention s'applique par exemple aux télescopes du système Cassegrain, et notamment aux télescopes du type de Ritchey-Chrétien. Le dispositif de basculement du miroir secondaire d'un téle- scope selon la présente invention est du type comportant: une monture de miroir pivotante autour d'un axe, contenant un miroir optique et deux armatures magnétiques disposées de part et d'autre de l'axe de rotation, une monture de plaque de compensation pivotante autour d'un axe, contenant une plaque de compensation et deux armatures magné- tiques disposées de part et d'autre de l'axe de rotation, cette monture ayant le même moment d'inertie que la monture du miroir, un système moteur électromagnétique disposé symétriquement entre la monture du miroir et la plaque de compensation, contenant deux systèmes de bobines magnétiques avec des noyaux, ces bobines formant,avec les armatures,des entrefers dont la largeur dépend de l'angle de rotation de la monture de miroir et de la monture de la plaque de compensation, un système à ressort de rappel exerçant une force de rappel lors d'une rotation de la monture de miroir et de la monture de la plaque de compensation, les écartant de leur position de repos, et un circuit d'alimentation électrique pour fournir aux systèmes de 2 2527345 bobines magnétiques un courant d'excitation. Le but de la présente invention est de réaliser un dispositif de basculement du miroir secondaire d'un télescope, du type défini ci-dessus, avec compensation de la quantité de mouvement angulaire, ainsi qu'avec une consommation d'énergie réduite au minimum, ce dispositif étant plus particulièrement destiné à équiper un téle- scope refroidi à très basse température, pour fonctionner dans l'espace. A cet effet, le dispositif selon l'invention est caractérisé par les dispositions suivantes: - le circuit d'alimentation électrique fournit alternativement aux deux systèmes de bobines magnétiques un courant d'excitation essentiellement constant, et les systèmes de bobines magnétiques sont dimensionnés, par rapport au dispositif de rappel élastique de telle manière que la force mécanique de rappel de ce dispositif s'accroit plus rapidement lorsque l'angle de rotation s'approche d'une valeur terminale prédéterminée, que l'accroissement de la force d'attraction magnétique en fonction de la diminution de l'entrefer. Diverses formes avantageuses de réalisation du dispositif de l'invention sont encore caractérisées par les dispositions suivantes: les axes de rotation passent toujours, respectivement, par le centre de gravité de la monture du miroir et par le centre de gravité de la monture de la plaque de compensation, la monture du miroir et celle de la plaque de Dmpensation sont suspendues par un système de ressorts de torsion, exempt de frottements, en particulier par une suspension à ressorts en croix, les supports de la monture du miroir et de la monture de la plaque de compensation sont disposés respectivement dans une rainure du miroir et dans une rainure de la plaque de compensa- tion, cette rainure s'ouvrant en direction du système magnétique, le circuit d'alimentation électrique comporte une première et une deuxième source à intensité constante, un condensateur de stockage d'énergie, un système de commutation et une unité de pilotage de commutation commandant le système de commutation de telle sorte que la première source de courant à intensité 3 2527345 constante fournisse, pendant une première phase, un courant d'excitation à un des systèmes magnétiques, puis que le conden- sateur de stockage d'énergie se trouve, au cours d'une deuxième phase faisant suite immédiatement à ladite première phase, relié en parallèle audit système magnétique jusqu'à ce que le courant circulant de ce système vers ce condensateur tombe à zéro; qu'au cours d'une troisième phase ce condensateur soit relié en paral- lèle à l'autre système magnétique, cette troisième phase ayant une durée pratiquement égale à celle de la deuxième phase et mettant fin essentiellement, après la fin de ladite première phase, à une demipériode (t 1 à t 4) du système oscillant se composant de la monture du miroir, de la monture de la plaque de compensation et du système de rappel élastique; la deuxième source à intensité constante fournissant, au cours d'une quatri- ème phase faisant suite à la troisième phase un courant d'exci- tation constant à l'autre système magnétique; le condensateur de stockage d'énergie étant relié en parallèle à cet autre système magnétique au cours d'une cinquième phase faisant suite à la quatrième phase et ayant la m Cme durée que la deuxième phase précitée; ledit condensateur de stockage d'énergie étant ensuite relié en parallèle au premier système magnétique au cours d'une sixième phase ayant la même durée que la deuxième phase précitée et mettant fin, à la fin de la quatrième phase précitée, à une demi-oscillation du système mécanique précité. la valeur du courant débité par les sources à intensité constante est réglable, la durée de la première phase et celle de la quatrième phase sont réglables par pilotage, le circuit d'alimentation électrique comporte un système de source de courant à intensité constante fournissant alternative- ment aux deux systèmes magnétiques un courant essentiellement constant; et il est prévu un régulateur avec entrée et sortie ainsi qu'un système de commutation pour relier chaque fois l'entrée du régulateur au système magnétique se trouvant alimenté par le système d'alimentation à courant constant, et pour relier la sortie du régulateur à l'autre système magnétique, de telle sorte que le régulateur fournisse à cet autre système magnétique un courant qui compense les fluctuations de la position de la monture du miroir et de la monture de la plaque de compensation, 4 2527345 ces fluctuations de position entraînant des fluctuations de tension sur les systèmes magnétiques alimentés par le courant constant, le dispositif comporte un système amortisseur par courants de Foucault pour la monture du miroir et la monture de la plaque de compensation, comportant un système d'électro-aimants coopérant avec des éléments à courants de Foucault, électrique- ment conducteurs, ces éléments étant attachés respectivement au miroir et à la plaque de compensation, ce système d'électro- -aimants étant relié à un circuit d'alimentation lui fournissant du courant essentiellement pendant le temps o la monture du miroir et celle de la plaque de compensation prennent une position déviée stationnaire, le circuit d'alimentation des aimants du système amortisseur comporte un condensateur pour le stockage de l'énergie électro- magnétique des aimants de ce système au cours d'un changement de position des montures du miroir et de la plaque de compensation, au moins ceux des systèmes de commutation placés dans une partie refroidie sont constitués par des relais électro-mécaniques commandés par impulsions, l'alternance du mouvement du miroir et de la plaque de compensa- tion entre leurs positions de fin de course correspond à leur fréquence mécanique propre. Le système de basculement du miroir secondaire, selon l'inven- tion, ne consomme qu'un minimum d'énergie électrique, grâce à la conception spéciale de la suspension des organes mobiles et à la configuration du circuit électrique de commande, de telle sorte que même lorsque l'appareillage est refroidi à des températures cryogéniques, il n'a besoin que d'une faible puissance de refroidissement. Le dispositif selon l'invention possède notamment les caractéristiques avantageuses suivantes: 1) Le-miroir secondaire et la plaque de compensation n'oscillent entre leurs positions extrêmes que selon leur fréquence propre, ce qui diminue les déperditions d'énergie Le pilotage de la fréquence de travail (changements de position) s'obtient par une durée variable de l'immobilisation du miroir secondaire et de la plaque de compensation en positions termi- nales. 2527345 2) Grâce à la commutation temporellement exacte sur les bobines magnétiques des courants provenant d'une part de deux sources à intensité hautement constante, harmonisées entre elles, et adaptées à une commutation rapide, et provenant d'autre part d'un condensateur de stockage, il devient possible de se dispenser d'un système actif de repérage de position et de réglage de position. 3) L'omission d'un système actif de repérage de position au moyen d'un capteur de trajet diminue considérablement les besoins en conducteurs électriques, et donc les entrées de chaleur vers les organes placés dans un cryostat. 4) L'utilisation d'un circuit magnétique presque complètement fermé, avec des entrefers très étroits (de l'ordre, par exemple, de 300 microns pour une amplitude de basculement allant jusqu'à 10 minutes d'arc) entre les noyaux des électro- -aimants et les pièces polaires fixées au miroir et à la plaque de compensation permet d'obtenir des forces importan- tes avec de faibles puissances électriques, grâce à la forte dépendance (proportionnelle à l/x 2) entre la force et le trajet. ) Un condensateur branché symétriquement entre les bobines des électroaimants stocke l'énergie du champ magnétique lors de la coupure de l'une ou l'autre bobine En plus de l'économie d'énergie pour le cycle de commutation suivant, le condensa- teur réalise aussi une symétrisation des deux phases de basculement, qui est très importante pour le fonctionnement pratique. 6) Les enroulements des électro-aiments sont réalisés en un alliage de cuivre spécial, dont la résistance diminue environ 200 fois entre la température ambiante et 40 K Ainsi, la part des pertes ohmiques dans ces enroulements s'abaisse par exemple de 340 m W environ à 290 'K jusqu'à 1,7 m W à 40 K. 7) Grâce à une détermination appropriée de la force élastique de rappel et de la force motrice magnétique, il devient possible d'omettre les butées mécaniques qui seraient autre- ment nécessaires pour arrêter en fin de course le miroir et la plaque de compensation, ce qui supprime les inconvénients (rebondissement, usure) propres à ces systèmes de butées mécaniques. 8) L'emploi de ressorts de torsion en croix pour la suspension du miroir et de la plaque de compensation permet un fonc- tionnement avec extrêmement peu de frottement et sans aucune usure, même dans un vide très poussé et à des températures cryogéniques. 9) La plaque de compensation et le miroir secondaire se meuvent exactement en opposition de phase En outre, les axes de rotation de ces deux éléments passent par leurs centres de gravité respectifs Ainsi, non seulement le moment résiduel est très faible, mais la puissance nécessaire pour le mouve- ment oscillant est plus faible. ) La fréquence propre du système oscillant mécanique contenant le miroir et la plaque de compensation est déterminée au moyen de ressorts spéciaux en cuivre au béryllium, dont la constante d'élasticité est largement indépendante de la température Ainsi, le miroir a une position de zéro bien définie, même lorsque le circuit de commande est coupé ou bien en panne La position de zéro et les positions de fin de course de basculement sont indépendantes de la position de travail du dispositif d'orientation dans le télescope. Une forme préférée de réalisation du dispositif de l'invention sera décrite ci-après avec plus de détails, en se référant au dessin dans lequel: la Fig. la Fig. la Fig. la Fig. la Fig. la Fig. la Fig. 1 est une vue en élévation, en coupe partielle, d'une forme de réalisation du dispositif selon l'invention; 2 est une vue en plan du dispositif représenté Fig 1, sans la plaque de compensation; 3 est une vue en élévation du même dispositif, après rotation à 90 ; 4 a est une vue perspective d'une forme de réalisation préférée de système de suspension du miroir et de la plaque de compensation; 4 b montre en détail le système de rappel élastique; est un graphique montrant la relation entre les forces des électro-aimants et les forces de rappel élastique, d'une part, et la largeur de l'entrefer, d'autre part; 6 est un schéma du circuit électrique actionnant le dispositif selon l'invention; la Fig 7 est un graphique montrant les différentes phases du mouvement et celles de la circulation des courants électriques Il sera fait référence à ce graphique lors de l'explication du mode de fonctionnement du dispositif selon l'invention; la Fig 8 représente schématiquement les deux positions de fin de course du basculement du miroir et de la plaque de compensation; la Fig 9 a montre le système amortisseur à courants de Poucault; la Fig 9 b montre ce même système amortisseur, après rotation de 9 go,. Les Fig 1 à 4 permettent de voir la structure mécanique du dispositif selon l'invention, dans sa forme de réalisation préfé- rée qui sera décrite ci-après Ce dispositif comporte une enveloppe externe annulaire 10 dans laquelle est disposé un support 12 pour les bobines, lequel constitue la structure de support proprement dite, qui se présente comme un cadre Sur ce support sont fixées deux paires de bobines magnétiques, 14 a, 14 b, et 16 a, 16 b, retenues par leurs flasques frontales 18 Chaque bobine contient un noyau magnétique 20 en forme de barreau. Sur deux côtés opposés du support 12 des bobines sont en outre fixés deux étriers 22 et 24 constituant les paliers de rotation du miroir secondaire 26 et de la plaque de compensation 28 servant de contrepoids au miroir Le miroir 26 peut faire partie, par exemple, d'un télescope Cassegrain, du type Ritchey- -Chrétien Les miroirs de ce télescope, y compris le miroir secondaire 26, sont de préférence réalisés en vitro-céramique ("Zerodur"). Sur la face postérieure du miroir 26 faisant face aux bobines 14, 16 et sur la face postérieure de la plaque de compensation 28 faisant face à ces bobines sont fixées, par exemple collées, des armatures magnétiques 30 en forme de barreaux de section carrée, faisant face aux noyaux 20 d'une paire de bobines 14 ou 16, comme représenté aux Fig 1 et 3 Les flasques 18 des bobines présen- tent, en regard des armatures 30, des dépressions rectangulaires 32, dans lesquelles peuvent pénétrer les surfaces frontales des noyaux 20, comme le montre la Fig 3. 8 2527345 Le miroir secondaire 26 et sa plaque de compensation 28 sont montés de manière à pivoter respectivement autour des axes 34 et 36, passant par les centres de gravité du miroir et de la plaque 28 Le pivotement du miroir et de la plaque se fait grâce à une suspension 38 à ressorts de torsion croisés, ces ressorts étant fixés aux étriers 22 et 24, ainsi que le montre la Fig 4 a d'une manière plus détaillée pour un des deux paliers du miroir Pour permettre aux axes de rotation de passer respectivement par le centre de gravité du miroir et par celui de la plaque de compensa- tion 28, ces éléments présentent l'un et l'autre un évidement 40 constituant un logement pour les paliers des ressorts de-suspen- sion 38 La Fig 4 a montre comment cette suspension est reliée, selon le cas, au miroir ou à la plaque de compensation, par un étrier 42 et au support 12 des bobines magnétiques par un autre étrier 22. Les Fig 2 et 4 b montrent comment des manchons de guidage 44 sont fixés, en deux points diamétralement opposés, à l'enveloppe externe 10 entre les bobines 14 a,_ 14 b et 16 a, 16 b de chaque paire de bobines Ces manchons 44 présentent un alésage axial dans lequel est engagé un goujon de guidage 46 appartenant à un système 48 de rappel élastique Ce goujon 46 est fixe dans son manchon 44, dans un des deux systèmes de rappel, et coulisse dans ce manchon, dans l'autre système de rappel Ce système comporte en outre, ainsi que la Fig 4 b le montre plus précisément, deux ressorts 50, 52 disposés, l'un entre un goujon de guidage 46 et la plaque de compensation 28, et l'autre entre l'autre goujon 46 et le miroir 26 Ces ressorts 50, 52 sont réalisés en alliage de cuivre au béryllium dont la constante d'élasticité est largement indépen- dante de la température L'extrémité du ressort 52 opposée au goujon de guidage 46 est en appui ponctuel contre une butée munie d'une petite bille, logée dans une cavité 54 ménagée dans la face postérieure du miroir 26, et dans laquelle le ressort joue libre- ment, sans toucher la paroi de cette cavité L'extrémité du ressort 50, opposée au goujon 46, prend de même un appui ponctuel contre une cuvette 56 ménagée à l'extrémité d'une vis 58 de rég- lage des ressorts, se vissant dans une douille filetée 60, cette douille étant retenue par un écrou 62 dans un alésage ménagé dans la plaque de compensation 28 et élargi en direction du ressort 50. Les vis 58 de réglage des ressorts permettent de régler la posi- tion de repos du miroir et de la plaque de compensation, ainsi que la force de rappel s'exerçant sur ces éléments lorsqu'ils sont écartés de leur position de repos Lorsque le goujon de guidage 46 est fixe, au lieu d'être coulissant, deux vis 58 de réglage des ressorts sont prévues pour chaque système de rappel élastique. La rotation simultanée, en sens opposés, du miroir 26 et de la plaque de compensation 28 est obtenue par excitation alternée des paires de bobines 14 a, 14 b et 16 a, 16 b, ces bobines pouvant être branchées en série, le cas échéant Une forme préférée de réalisation du circuit d'excitation des paires de bobines 14, 16 est représentée à la Fig 6 Ce circuit comprend une première source de courant 64 reliée à la première paire de bobines 14 par un premier inverseur S 11, et une deuxième source de courant 66 reliée à la deuxième paire de bobines par un deuxième inverseur S 21 Les sources de courant 64, 66 sont des sources à intensité constante présentant une forte résistance interne. Les bornes des paires de bobines 14, 16 non reliées à la masse peuvent en outre être reliées à un condensateur de stockage 68 par l'intermédiaire d'interrupteurs S 12 et S 22. Selon une forme de réalisation, avantageuse sans être obliga- toire, du circuit électrique représenté Fig 6, les bornes des paires de bobines 14, 16 non reliées à la masse peuvent en outre être reliées par un condensateur de liaison 70 ou 72, pouvant le cas échéant être remplacé par un transformateur de liaison, à un contact fixe d'un inverseur S 3 dont le contact mobile est relié à l'entrée d'un régulateur 76 La sortie du régulateur 76 peut être reliée, comme le montre la Fig 6, à un deuxième contact fixe de l'inverseur S 11 ou S 21, de telle sorte que la borne non mise à la masse de la paire de bobines 14 ou 16 peut être reliée sélectivement à la source de courant correspondante, 64 ou 66, ou-encore à la sortie du régulateur 76. Les organes de commutation S 12 S 3 sont de préférence des relais électromécaniques commandés par impulsions, à partir d'une unité de pilotage 78 qui pourra comporter un microprocesseur programmé de manière appropriée, ainsi que celà sera expliqué par la suite en se référant à la Fig 7. 2527345 Les enroulements des bobines magnétiques 14 a 16 b sont réalisés de préférence en alliage de cuivre ayant une résistivité qui décroît fortement aux basses températures, par exemple en fil de 0,2 mm d'un alliage de cuivre relativement impur. L'amplitude maximale de rotation du miroir secondaire et de la plaque de compensation est déterminée, dans le dispositif selon l'invention, par un équilibre entre la force électromagnétique Fel des bobines motrices et la force mécanique antagoniste Fme exercée par le système de rappel élastique F -N 2 I 2 A Fel ( 1) ( 1/ 4 (b O b))2 F = D 4 b ( 2) me me Dans ces expressions, les notations sont )IO = constante de perméabilité N = nombre de spires desbobines I = courant dans les bobines A = section du noyau, section de l'entrefer 1 = longueur du circuit magnétique p = perméabilité de la matière du noyau b O = entrefer au repos 4 b = course du ressort, variation de l'entrefer lorsque le miroir est dévié Dme = constante élastique Pour un angle de basculement prédéterminé (correspondant à une largeur prédéterminée de l'entrefer), il s'établit un équi- libre stable lorsque la condition ci-après se trouve remplie d Fme d Fel = d F > O ( 3) d Ab d Ab d Ab Ces relations sont représentées graphiquement à la Fig 5, dans laquelle la force F est portée en ordonnée et l'angle de basculement en abscisse (cet angle étant, en première approxima- 11 2527345 tion, inversement proportionnel à la largeur d'entrefer) Les courbes M, M 2 et M 3 représentent l'évolution de la force magné- tique en fonction de l'angle de basculement pour diverses valeurs du courant d'excitation des bobines; les courbes R et R 1 représententl'évolution de la force mécanique de rappel élastique pour deux réglages différents de l'entrefer au repos pour une même constante élastique Une position stable en fin de course n'est réalisée que lorsque le réglage de l'entrefer correspond à R en E 1, tandis que le réglage R en E ne peut réaliser une position stable en fin de course, c'est à dire que dans ce cas le miroir et la plaque de compensation tourneraient jusqu'à ce que l'arma- ture magnétique 30 vienne buter contre le noyau magnétique 20. Par contre, l'autre réglage réalise une position stable en fin de course, sans butée mécanique, ce qui est très avantageux pour obtenir que ledispositif de basculement fonctionne sans trépida- tions, tout en permettant, en outre, de régler par des moyens électriques l'amplitude maximale d'oscillation du miroir Un autre avantage important de ce mode de fixation de la position en fin de course tient au fait qu'il n'y a pas besoin de capteur électrique de déplacement pour le réglage de cette position terminale Ce genre de capteurs nécessite en fait des conducteurs blindés qui constitueraient autant de ponts thermiques vers le dispositif de basculement se trouvant refroidi à très basse température pendant son fonctionnement, ce qui augmenterait la consommation du système de refroidissement. Le fonctionnement du dispositif de l'invention sera décrit ci-après en se référant aux Fig 6, 7 et 8, en laissant tout d'abord de côté la partie du circuit électrique de la Fig 6 comprenant les condensateurs de liaison 70, 72, ainsi que l'in- verseur S 3 et le régulateur 76. Lorsque les organes de commutation Sll, 512, 521 et 522 se trouvent dans la disposition représentée Fig 6, la première source de courant 64 fournit à la paire de bobines 14 un courant constant régulé, de telle sorte que cette paire de bobines attire l'armature 30 qui lui correspond Le miroir 26 et la plaque de compensation 28 prennent alors la position de fin de course représentée à gauche sur la Fig 8, cette position étant déter- minée de manière univoque par l'équilibre, défini précédemnient, entre la force d'attraction électromagnétique et la force mécanique 12 2527345 de rappel élastique Les conditions sont alors celles représen- tées en to sur la Fig 7. Pour faire basculer le miroir en sa position terminale opposée, représentée à droite de la Fig 8, il y a lieu de couper, à l'instant tl, la liaison entre la paire de bobines 14 et la première source de courant 64, ce qui est réalisé par l'ouverture du contact Sll. En même temps, ou bien juste avant, le contact 512 se ferme. Le courant induit dans la paire de bobines 14 par l'effondrement du champ magnétique s'écoule alors par le contact 512, qui vient de se fermer, vers le condensateur de récupération 68, ce qui a pour effet de charger ce condensateur 68 Lorsque le courant Il circulant ainsi dans la paire de bobines 14 est tombé à zéro, ou presque, le contact 512 s'ouvre à nouveau à l'instant t 2. Lors de l'ouverture du contact 512 à l'instant tl, le miroir 26 commence à basculer, selon sa fréquence propre d'oscillation déterminée par son moment angulaire et par la force élastique de rappel, vers sa position médiane de repos, puis au delà de celle- -ci, vers sa position terminale du côté droit. Juste avant l'arrivée du miroir en cette position terminale de droite, le contact 522 se ferme, de telle sorte que l'énergie stockée dans le condensateur 68 se décharge dans la paire de bobines 16 Le courant I 2 circulant dans cette paire de bobines, représenté Fig 7 par une ligne située sous l'axe zéro, commence alors à augmenter pour atteindre finalement sa valeur finale, qui correspond à la position terminale de droite. Lorsque le miroir atteint cette position terminale de droite, le contact 522 s'ouvre à nouveau, et le contact 521 se referme, de telle sorte que la deuxième source de courant 66 envoie vers la paire de bobines 16 un courant stationnaire de maintien, qui stabilise la position terminale de droite. Lorsqu'il ya lieu, en un instant ultérieur t 5 librement choisi, de faire basculer à nouveau le miroir sur sa position terminale de gauche, le contact 521 s'ouvre et le contact 522 se ferme Le courant I 2 circulant dans les bobines s'évanouit alors, l'énergie magnétique accumulée dans la paire de bobines 16 passe, par le contact 522 fermé, vers le condensateur de récupéra- tion 68, et le miroir commence à exécuter une demi-oscillation 13 2527345 harmonique vers sa position terminale de gauche. Lorsqu'à l'instant t 6 le courant I tombe à la valeur zéro, le contact 522 s'ouvre à nouveau Juste avant l'arrivée en postion terminale gauche, le contact 512 se ferme à l'instant t 7, pour transférer à la paire de bobines 14 l'énergie stockée dans le condensateur 68 A l'instant t 8, le miroir atteint sa position terminale de gauche, le contact 512 s'ouvre et le contact Sll se ferme, de telle sorte que la première wurce de courant 64 débite alors à nouveau sur la paire de bobines 14 le courant I qui détermine la position terminale de gauche. Dans le dispositif de basculement selon l'invention, qui vient d'être décrit, le changement de position du miroir se déroule sur une demioscillation harmonique de la fréquence propre du miroir, mais par contre la fréquence de travail, c'est à dire la succession des changements de position, dépend unique- ment de la manoeuvre des inverseurs Sll et 521, telle qu'elle vient d'être décrite, et elle peut donc être modifiée par une programmation simple La course du miroir, c'est à dire son angle de basculement entre les deux positions terminales gauche et droite, peut d'autre part être facilement déterminée en choisissant l'intensité des courants I et 12. Le condensateur de récupération 68 ne sert pas seulement à récupérer l'énergie emmagasinée dans les bobines des électro- -aimants, mais il sert aussi à assurer la symétrie de la fonction de modulation. A cause de la qualité exceptionnelle du système mécanique oscillant comprenant le miroir secondaire et la plaque de compen- sation, il peut se produire, lors du changement de position du miroir, certaines vibrations induites, en particulier lorsqu:'il existe une relation harmonique entre la fréquence de travail du dispositif de basculement et la fréquence propre de ce système mécanique Ces phénomènes de résonance et d'autres vibrations parasites provoquées par exemple par des trépidations peuvent être neutralisés dans une mesure extrêmement grande grâce aux systèmes de réglage utilisant les condensateurs de liaison 70, 72 et le régulateur 76, avec l'inverseur 53 et les contacts fixes supplémentaires des inverseurs Sll et 521, ainsi qu'il va être expliqué ci-après: 14 2527345 Chaque changement de position de l'armature magnétique 30, par rapport au noyau 20 d'une bobine excitée, modifie la largeur de l'entrefer, et par suite l'induction magnétique, de telle sorte qu'il apparaît, aux bornes de la source de courant, une variation de tension correspondante Dans la configuration représentée Fig 6 pour les différents organes de commutation, ces variations de tension sont transmises, par l'intermédiaire du condensateur de liaison 70 et de l'inverseur 53, vers l'entrée du régulateur 76 Ce régulateur est de préférence du type P-D, et sa sortie fournit à l'autre paire de bobines 16, par l'inter- médiaire de l'inverseur 521, un courant de compensation qui amortit les oscillations parasites qui avaient été induites par le signal fourni à l'entrée du régulateur Grâce à ce circuit de régulation ne comportant pas de capteur de position, le- dispositif de basculement selon l'invention est amorti, sans que celà entraîne une consommation cou une déperdition d'énergie supplémentaire, et dans une mesure telle qu'on peut atteindre, à toutes les fréquences, une précision de 1 % et mieux sur la position de fin de course. La Fig 9 représente un système amortisseur qui convient particulièrement pour maîtriser les petites oscillations para- sites survenant de manière aléatoire, qui mettent longtemps à s'évanouir à cause de l'excellente qualité du système mécanique oscillant Le système amortisseur représenté Fig 9 a de manière simplifiée et vu dans un plan perpendiculaire aux axes de rotation 34 et 36, et Fig 9 b dans un plan parallèle à ces axes, fonctionne à la manière d'un système de freinage par courants de Foucault. Il comporte un circuit électromagnétique avec deux noyaux 80 en forme de U, approximativement, les branches de ces noyaux se terminant par des pièces polaires qui se font face deux à deux pour former deux entrefers Dans ces entrefers se meuvent libre- ment deux plaquettes de cuivre 82 attachées respectivement au miroir 26 et à la plaque de compensation 28 Pour amortir des vibrations parasites qui tendraient à affecter les positions terminales du miroir et de la plaque de compensation, des bobines 84 placées sur les noyaux 80 sont excitées par un courant qui est commuté en même temps que les courants I et I 2 d'excitation des bobines 14 et 16 L'énergie du champ magnétique des bobines 84 2527345 peut être stockée temporairement, lors de la coupure du courant d'alimentation de ces bobines, dans un condensateur de récupéra- tion analogue au condensateur 68 représenté sur le schéma de la Fig 6, de telle sorte que le circuit amortisseur représenté Fig 9 puisse fonctionner, lui aussi, avec le minimum de déperdition d'énergie. Le circuit amortisseur de la Fig 9 fonctionne de préférence en régime d'amortissement critique Le décrément logarithmique de l'amplitude d'oscillation, le facteur d'amortissement, se calcule au moyen de la formule suivante 2 N 2 I 2 D a 2 L 2 r=o ls-1 l (d + 1/") 4 p 2 28 dans laquelle: pu= constante de perméabilité N = nombre de spires des bobines I = courant dans les bobines D = épaisseur totale des plaquettes de cuivre a = surface de la section des noyaux L = distance de l'axe de rotation du miroir au point d'attaque de l'amortissement d = largeur totale d'entrefer 1 = longueur du circuit magnétique l = perméabilité de la matière du noyau P = résistivité du cuivre G = moment d'inertie du miroir Un exemple pratique de réalisation du dispositif de bascule- ment du miroir secondaire, tel que décrit ci-dessus en se réfé- rant aux Fig 1 à 8, présentait les caractéristiques suivantes 1) diamètre du miroir secondaire 10 cm 2) gamme de fréquences de travail O 50 Hz 3) modulation quasi-rectangulaire, p ex à 10 Hz avec 80 % du temps en position terminale 4) angle de basculement entre les positions terminales à choisir librement entre O et 600 arc sec 5) précision de position terminale ' 2 %, c'est à dire haute précision absolue pour de petits angles de basculement 6) fonctionnement fiable aux températures cryogéniques 16 2527345 et à la température ambiante 7) fonctionnement fiable dans un vide poussé (ambiance spatiale) 8) très faible perte thermique aux très basses températures ( 5 m W à 40 K) 9) cablage réduit au minimum, grâce à l'absence d'un capteur de -déplacement ) amortissement de la quantité de mouvement apparaissant au cours du fonctionnement, jusqu'à un moment résiduel d'en- viron 0,002 g cm-1 (g étant l'accélération terrestre et le moment résiduel étant mesuré à la fréquence de travail). Différentes modifications peuvent être apportées, sans sortir du cadre de l'invention, au dispositif de basculement qui vient d'être décrit. Ces modifications peuvent porter notamment sur la fonction de modulation, pour leçilotage du dispositif Alors que la forme d'onde est quasi-rectangulaire dans-la forme de réalisation dé- crite, il est également possible de prévoir, pour d'autres applications, des-formes d'onde diverses, par exemple en dents de scie ou en triangle, avec une fréquence et une amplitude variables. De même, les deux sources de courant alimentant le dispositif de basculement peuvent être remplacées par une source unique, sans inversion de polarité Dans ce cas, l'égalité des courants circulant dans les deux bobines est intrinsèque, ce qui réduit considérablement (d'un facteur 10) les exigences imposées pour la précision du réglage Cette variante exige deux organes de commutation supplémentaires, mais ceux-ci ne transmettent pas de puissance et leur fonctionnement n'est pas soumis à des conditions temporelles critiques. En ce qui concerne les ressorts de rappel, il est possible, en variante, de fixer rigidement les extrémités de ces ressorts sur la face postérieure du miroir et sur la structure portante, ce qui peut présenter quelques avantages dans certains cas d'utilisation on peut par exemple omettre la précontrainte des ressorts, de telle sorte qu'en position de repos le miroir peut être maintenu sans l'action d'une force Ceci soulage le système de suspension à ressorts croisés et diminue le risque 17 2527345 de déformation du miroir Ceci évite en outre l'hystérésis mécanique, l'usure des supports de ressorts, et évite aussi un amortissement superflu des mouvements du miroir En outre, le couplage thermique du miroir avec la structure portante est amélioré. La position de repos du miroir pourra être définie au moyen d'un petit ressort de réglage fin, permettant un réglage plus fin que celui réalisé par modification de la précontrainte des ressorts. Le concept qui est à la base du dispositif selon l'invention est également applicable aux grands télescopes installés à demeure dans les observatoires terrestres. 18 2527345 R E V E N D I C A T I O N S 1 Dispositif de basculement du miroir secondaire d'un télescope, du type comportant: une monture de miroir ( 26, 30) pivotante autour d'un axe ( 34), contenant un miroir optique ( 26) et deux armatures magnétiques ( 30) disposées de part et d'autre de l'axe de rotation, une monture de plaque de compensation ( 28, 30), pivotante autour d'un axe ( 36), contenant une plaque de compensation ( 28) et deux armatures magnétiques ( 30) disposées de part et d'autre de l'axe de rotation, cette monture ayant le même moment d'inertie que la monture du miroir, un système moteur électromagnétique, disposé symétriquement entre la monture du miroir et la plaque de compensation, contenant deux systèmes ( 14, 16) de bobines magnétiques avec des noyaux ( 20), formant avec les armatures ( 30) des entre- fers dont la largeur dépend de l'angle de rotation de la monture du miroir et de la monture de la plaque de compensa- tion, un système de rappel élastique ( 48) exerçant une-force de rappel lors d'une rotation de la monture de miroir et de la monture de l a plaque de compensation, les écartant de leur position de repos, et un circuit d'alimentation électrique pour fournir aux systèmes de bobines magnétiques ( 14, 16) un courant d'excitation, c a r a c t é r i S é en ce que. le circuit d'alimentation électrique (Fig 6) fournit alterna- tivement aux deux systèmes ( 14, 16) de bobines magnétiques un courant d'excitation (Il, I 2) essentiellement constant, et les systèmes ( 14, 16) de bobines magnétiques sont dimensionnés, par rapport au système de rappel élastique ( 48) de telle manière que la force mécanique de rappel exercée par ce système s'accroisse plus rapidement lorsque l'angle de rotation s'approche d'une valeur terminale prédéterminée, que la force force d'attraction magnétique s'accroissant en fonction de la diminution de l'entrefer. 2 Dispositif de basculement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les axes de rotation ( 34, 36) passent respectivement par le centre de gravité de la monture du miroir ( 26, 30) et par celui de la monture de la plaque de compensation ( 28, 30). 3 Dispositif de basculement selon la revendication 2, caracté- risé en ce que la monture du miroir et celle de la plaque de compensation sont suspendues au moyen d'un système de ressorts de torsion, exempt de frottements, en particulier au moyen d'une suspension ( 38) à ressorts en croix. 4 Dispositif selon les revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que les supports orientables de la monture du miroir et de la monture de la plaque de compensation sont disposés respective- ment dans une rainure ( 40) du miroir ( 26) et dans une rainure ( 40) de la plaque de compensation ( 28), ces rainures s'ouvrant en direction du système magnétique. Dispositif de basculement selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le circuit d'alimentation électrique comporte une première et une deuxième source de courant à intensité constante ( 64, 66) , un condensateur de récupération d'énergie ( 68), un ensemble d'organes de commutation (Sll, 521, 512, 522), et une unité de pilotage de commutation ( 78) commandant les organes de commutation de telle sorte que la première source de courant ( 64) à intensité constante fournisse, pendant un premier temps (t 8 à t 1), un courant d'excitation à un des systèmes magnétiques ( 14), puis, que le condensateur de récupération ( 68) soit, au cours d'un deuxième temps (t 1 à t 2) faisant suite immédiate- ment au premier temps, relié en parallèle audit système magnétique ( 14) jusqu'à ce que le courant s'écoulant de ce système ( 14) vers ce condensateur tombe à zéro, au cours d'un troisième temps (t 3 à t 4), ce condensateur ( 68) soit relié en parallèle à l'autre système magnétique ( 16), ce troisième temps ayant une durée pratiquement égale à celle du deuxième temps et mettant fin, après la fin du premier temps (t 8 à t 1), à une demi-période (t 1 à t 4) d'oscillation du système oscillant se composant de la mon- ture du miroir, de la monture de la plaque de compensation et du système de rappel élastique, 19 ' 2527345, au cours d'un quatrième temps (t 4 à t 5) faisant suite directement au troisième temps (t 3 à t 4), la deuxième source de courant ( 66) à intensité constante fournisse un courant d'excitation constant à l'autre système magnétique ( 16), au cours d'un cinquième temps (t 5 à t 6) faisant suite directement au quatrième temps (t 4 à t 5) et ayant la même durée que le deuxième temps (t 1 à t 2) précité, le condensa- teur de récupération ( 68) soit relié en parallèle à cet autre système magnétique ( 16), au cours d'un sixième temps (t 7 à t 8), ayant la même durée que le deuxième temps (t 1 à t 2) précité et mettant fin, à la fin du quatrième temps (t 4 à t 5) précité, à une demi- -période d'oscillation (t 5 à t-8) du système mécanique- précité, le condensateur de récupération ( 68) soit relié en parallèle au premier système magnétique ( 14). 6 Dispositif de basculement selon la revendication 5, caracté- risé en ce que la valeur du courant débité par 'Les sources d intensité constante ( 64, 66) est réglable. 7 Dispositif selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que la durée du premier temps (t 8 à t 1) et celle du quatrième temps (t 4 à t 5) sont réglable par pilotage. 8 Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit d'alimentation électrique comprend un système de source de courant ( 64, 66) à intensité constante fournissant alternativement aux deux systèmes magnétiques ( 14, 16) un courant essentiellement constant, et en ce qu'il est prévu un régulateur ( 76) avec entrée et sortie et un système de commutation (Sll, 521, 53) pour relier respectivement l'entrée du régulateur à celui des deux système magnétiques se trouvant alimenté par le circuit d'alimentation à intensité constante, et pour relier la sortie du régulateur à l'autre système magnétique, de telle sorte que ce régulateur fournisse à cet autre système magnétique un courant qui com- pense les fluctuations de la position de la monture du miroir et de la monture de la plaque de compensation, ces fluctuationi de position entraînant des fluctuations de tension aux bornes des systèmes mangnétiques alimentés à intensité constante. 21 2527345 9 Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un système amortisseur par courants de Foucault ( 80, 82, 84) pour la monture du miroir et la monture de la plaque de compensation, comportant un système d'électro-aimants ( 80, 84) coopérant avec des éléments ( 82) à courants de Foucault, ces éléments électriquement conducteurs étant attachés respectivement au miroir ( 26) et à la plaque de compensation ( 28), ce système d'électro-aimants étant relié à un circuit d'alimentation lui fournissant du courant essentiellement pendant le temps o le miroir et la plaque de compensation prennent une position déviée station- naire. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le circuit d'alimentation des aimants du système amortisseur comporte un condensateur pour le stockage de l'énergie électro- magnétique des aimants de ce système au cours d'un changement de position du miroir et de la plaque de compensation. 11 Dispositif selon une des revendications 5 à 10, caractérisé en ce qu'au moins ceux des organes de commutation ( 512, 522) qui sont placés dans une enceinte refroidie sont constitués par des relais électromécaniques commandés par impulsions. 12 Dispositif selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'alternance du mouvement du miroir et de la plaque de compensation entre leurs positions de fin de course correspond à leur fréquence mécanique propre.