Enregistrer votre propre vidéo de l’ISS!

La dimension de l’ISS est équivalent à celle d’un terrain de football (110m de long) et sa distance, lorsque elle au plus proche, est de seulement 400km. Cela en fait le satellite artificiel le plus accessible en terme d’imagerie.
Passionné d’astronomie et d’espace, c’est donc un défi que j’ai voulu réaliser! Je vais vous présenter la méthode utilisée en décrivant le matériel, les conditions préconisées et la méthode appliquée.
Le principe général est de capturer un maximum d’images de l’ISS avec un télescope lors d’un passage favorable et d’ensuite effectuer un post-traitement logiciel afin de recentrer toutes les images et de générer une vidéo. Voici le résultat que j’ai pu obtenir avec un équipement assez standard:

Conditions:

Plusieurs conditions doivent être réunies afin d’obtenir des images de qualité:

  • Passage avec une élévation élevée: Au cours du passage, plus l’élévation de l’ISS sera élevée , moins il y aura de turbulences potentiellement pour l’image (moins d’atmosphère à traverser). De plus la distance de l’ISS est en rapport avec son élévation, ainsi la taille de l’image de l’ISS augmente. Ces 2 facteurs combinés, élévation maximale et distance minimale, ont donc un impact direct sur la qualité de l’image enregistrée.
  • Passage visible avec une bonne luminosité (utilisation de l’application de prévision ISS Detector sur Android), vérifier la magnitude prévue, celle ci doit etre inferieure à 0
  • Faibles turbulences, pas de vent, afin d’avoir le meilleur seing (terme utilisé en astronomie pour décrire la qualité de l’air ). Il est possible d’utiliser Meteoblue pour les prévisions de seeing, par exemple: Prévision turbulences astronomiques Nimes

Matériel:

Voici la liste des équipements nécessaires pour réaliser cette prise de vue:

  • Un télescope ou une lunette astronomique afin de maximiser la taille de l’ISS sur les images enregistrées. J’utilise pour ma part un Celestron C8 (200 mm de diamètre et 2000  mm de focale) qui est bien adapté à l’imagerie planétaire, mais il est possible d’utiliser n’importe quel télescope/lunette du moment qu’il est adaptable sur un appareil photo/camera
  • Un chercheur afin de centrer l’ISS dans le télescope pendant que l’enregistrement est en cours. Il est impératif d’avoir un modèle réticulé afin de pouvoir centrer correctement l’ISS. J’utilise un Celestron 5×30.
  • Un Reflex numérique ou un autre dispositif d’enregistrement avec capteur de grande dimension:
    • mode rafale pour images en résolution maximum (4 images par secondes pour le Nikon D5100 par exemple) ou mode vidéo avec haute résolution (Full HD ou >) et faible compression
    • bonne sensibilité
    • possibilité de le connecter sur le télescope

    J’utilise un Nikon D5100 qui réponds à tous ces critères:

  • La monture du télescope (si débrayage) ou une monture azimutale débrayage supportant le poids du télescope pour assurer le suivi. J’utilise une ancienne monture équatoriale d’une simple 115/900 que j’ai configuré en azimutal.
  • Un masque de Hartmann ou Bathinov pour la mise au point (ou autre dispositif équivalent pour vérifier la mise au point avant le passage de l’ISS)

Méthode:

  • Si c’est un passage en soirée, laisser le télescope à l’exterieur à l’abri du soleil afin qu’il soit équilibré en température au moment de la prise de vue (afin d’éviter les turbulences entre le tube et l’air exterieur)
  • 15 minutes avant le passage, installer le télescope à un endroit ayant une visibilité sur le passage prévu de l’ISS (utiliser un site ou logiciel de prévision de passage de l’ISS) et éloigné d’objets ayant emmagasiné ou produisant de la chaleur (voiture, maison, …) afin de minimiser les turbulences.
  • Effectuer la mise au point sur un objet à l’infini de préférence une étoile (en utilisant par exemple un disque de Bathinov)
  • Vérifier que le viseur est parfaitement aligné avec le centre de l’image de l’appareil photo (en prenant une photo ou avec le mode live si disponible) avec cet objet
  • Configurer les paramètres pour la prise de vue:
    • ISO: Utiliser une sensibilité suffisante pour avoir une image assez lumineuse de l’ISS et pas trop élevée pour garder une dynamique suffisante et éviter d’augmenter le bruit. J’utilise 500 ISO en général avec le D5100 et cette configuration. Afin d’arriver à trouver la bonne valeur, il va falloir malheureusement effectuer plusieurs essais avant d’avoir la valeur optimale.
    • Exposition: Cette valeur est la plus importante, en effet si l’exposition est trop longue alors l’image sera à chaque fois floue à cause du déplacement permanent du télescope lors du suivi, et si la valeur est trop courte, l’image ne sera pas assez lumineuse. De plus cette valeur dépends aussi de la configuration du passage et c’est pourquoi j’utilise la magnitude minimum prévue par ISS detector afin d’ajuster cette valeur. Cela dépends enfin aussi de la focale du télescope et de la taille des pixels sur le capteur. Donc comme pour la valeur ISO, il va falloir faire plusieurs essais avant de trouver une valeur optimale. Avec mon matériel, j’utilise une valeur autour de 1/800s et si le passage est très lumineux je diminue à 1/1000 afin de diminuer le nombre d’images floues.
    • Balance des blancs: Il ne faut pas utiliser de mode automatique car l’appareil photo pourrait changer les valeurs de gain en cours du passage. Je recommande d’utiliser un mode tel que ‘Sun’.
  • Faire des essais de captures d’images en rafale avec ces paramètres sur l’objet le plus lumineux dans le ciel à ce moment la (Lune, Vénus, Jupiter, …)
  • Vérifier que la monture permet de positionner le télescope vers toutes les positions du passage de l’ISS
  • Attendre que l’ISS soit visible,
  • Des que l’ISS est visible, la centrer dans le chercheur et la poursuivre manuellement
  • Des que l’ISS est à plus de 15 degrés d’élévation, capturer en mode rafale ou en mode vidéo tout en poursuivant l’ISS en la maintenant le plus proche possible du centre du chercheur
  • Arrêter l’enregistrement quand l’ISS est à moins de 15 degrés ou quand elle n’est plus visible
  • Transférer les photos ou vidéos

Améliorations

Améliorations possible:

  • Utilisation d’un monture motorisée qui suivrait l’ISS automatiquement même quand elle se déplace proche du zénith: ce type d’équipement est assez onéreux car il faut que les moteurs soient capable de suivre l’ISS quand elle se déplace très rapidement, et la plupart des montures du commerce ne sont pas adaptées car ce besoin n’existe pas pour l’astronomie amateur courante.
  • Capture avec une fréquence d’acquisition plus rapide que 4 images par secondes tout en conservant la résolution du capteur et la qualité/compression
  • Capteur avec taille de pixels inférieure afin d’améliorer la définition de l’image (tout en conservant une sensibilité équivalente…)
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