Oscillateur sidéral │FR

L’oscillateur sidéral est un instrument qui permet une lecture sonore des cartes stellaires. Pour ce faire, il combine l’organe mobile de l’orgue de barbarie (sous forme de cartes du ciel perforées) avec des circuits d’oscillateurs sonores basiques réagissant à la lumière.

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Musique des sphères ?

L’oscillateur sidéral ne prétend pas être un instrument astronomique à proprement parler mais trouve dans ce domaine sa raison d’être et en utilise de nombreuses références:

  • Les cartes du ciel utilisés sont élaborées à partir d’atlas astronomiques (1) et transcrivent fidèlement la position ainsi que la magnitude des étoiles;
  • Les ondes lumineuses sont filtrées par les cartes perforées et transformées par le circuit en ondes sonores, permettant de faire une sorte d’astrophysique ou de radio-astronomie “maison”;
  • Le système de coordonnées azimutal (2) est traduit en informations sonores: basses fréquences pour les étoiles proches de l’horizon jusqu’au hautes fréquences pour celles hautes dans le ciel;
  • Les senseurs lumineux disposés sur une seule ligne évoquent le principe des lunettes méridiennes des années 1900 (3);
  • L’utilisation du matériau sonore propose des observations “auditives”, une référence ludique au travail scientifique de Wanda Diaz Merced, astronome non-voyante et plus généralement au processus de sonification également utilisé en astronomie.
  • De Pythagore à John Cage, les liens entre musique et astronomie n’ont cessés d’être tissés (4).

Un contrôleur original pour un circuit simple

Le contrôleur de l’oscillateur sidéral n’est autre qu’une réinterprétation des cartons perforés des orgues de barbarie (1). Ici, les perforations ne résultent plus de notes à produire mécaniquement mais retranscrivent littéralement la région du ciel que l’on veut “laisser jouer” par le circuit électronique (2).

Le circuit permettant cette interaction vient du livre “Handmade Electronic Music” de Nicolas Collins (Routledge, 2009, pp. 129-145). Il s’agit d’un oscillateur construit à partir d’une puce Hex Schmitt Trigger qui produit des ondes carrées aux sons saturés. C’est l’usage de photorésistances qui va permettre aux oscillateurs de réagir de façon extrêmement sensible aux moindres variations de luminosité (3) et de transformer ainsi la position et la magnitude des étoiles en informations audibles. De plus, la vitesse de déroulement de même que la distance entre le contrôleur et les photorésistances produisent des textures et des effets sonores différents.
Pour cet instrument nous utilisons 2 puces pour un total de 12 oscillateurs couplés à 24 photorésistances mais vous pouvez voir une photo de ce circuit plus proche de l’original sur le post dédié au synthétiseur Modellbahn).


Le prototype

Ce premier prototype d’oscillateur sidéral combinait les sons du futur modèle “Circumpolaire” avec le principe mécanique du futur modèle “Ecliptique”.

Ordre des sons: le fond diffus cosmologique, les constellations du Grand Chien, d’Orion et du Taureau, le Big Crunch!?

Le modèle Circumpolaire

Le modèle “Circumpolaire” utilise comme contrôleur un disque vinyl dont les perforations représentent les étoiles (et constellations) qui, tournant autour de l’étoile polaire, ne disparaissent jamais sous l’horizon pour un observateur de l’hémisphère nord. L’instrument s’utilise en tournant lentement le disque/contrôleur sur son axe, au-dessus de la ligne des photorésistances. Mais les sons saturés qui lui sont associés permettent également de jouer à la manière d’un DJ faisant du scratch

La version 1.0 du modèle Circumpolaire.

Cette première version du circuit ne transcrit les basses fréquences qu’en “battements” et non en notes basses, rendant peu audibles les étoiles proches de l’horizon. Nous allons y rémédier en échangeant une des 2 puces Hex Schmitt Trigger par une puce XR2206 générant des ondes sinusoïdales. D’autre part, un autre contrôleur plus didactique est en préparation sur un disque vinyl blanc: la taille des étoiles sera plus fidèle à l’atlas et les noms et dessins des constellations y seront rapportés.

Le modèle Ecliptique

La mécanique du modèle “Ecliptique” se rapproche plus des orgues de barbarie classiques en ce qu’elle utilise une longue bande déroulante perforée (voir le principe sur la vidéo du prototype ci-dessus). Celle-ci représentera les 12 (+1) constellations du zodiaque (celles qui correspondent au mouvement apparent du soleil le long de l’écliptique tout au long de l’année). L’idée est d’utiliser pour cette variante un circuit produisant uniquement des ondes sinusoïdales aux sons plus harmonieux, mais dont le circuit est plus compliqué à réaliser. Ce modèle est en cours d’élaboration.


A noter que l’idée de cet instrument a été bien accueillie par l’association Ciel d’Occitanie, dont le projet d’observatoire se propose “de faire découvrir l’astronomie à tous publics et inclure les déficients visuels dans cette pratique”. La vocation de l’oscillateur étant clairement ludique, on peut imaginer son utilisation à des fins de divulgation incluant ces publics mais nous sommes également convaincus que cet axe de recherche peut-être d’une grande richesse pour le développement de l’instrument.


Notes et références
Un grand merci à Ester qui, le jour ou elle a lancé cette idée au détour d’une conversation, ne se doutait pas qu’en naîtrait un jour un “instrument”. Une mention pour le livre de Nicolas Collins, “Handmade Electronic Music” (Routledge, 2009), sans lequel ce projet serait resté au café le jour de la fameuse conversation mais aussi pour l’ouvrage très inspirant et richement documenté de Jean-Philippe Uzan, “L’harmonie secrète de l’univers” (La ville brûle, 2017).
La platine vinyl du modèle Circumpolaire à été offerte par le magasin Electronic Service Alexander Petzold de Berlin.

Liens externes
Sélection non exhaustive d’œuvres mettant en relation, de près ou de loin, musique et astronomie:
Edgar Varese, “Ionisation” [info / video]; John Cage, “Atlas Eclipticalis” [info / audio]; Gerard Grisey, “Le noir de l’étoile” [info / vidéo]; The Notwist, “Messier Objects” [info / audio];


Ein Okularauszug für das Baumarkt-Teleskop │ DE

version française

Der Bausatz

Vierhundert Jahre nach den ersten Teleskop-Beobachtungen von Galilei erklärte die UNESCO das Jahr 2009 zum « Jahr der Astronomie ». Anlässlich dessen veröffentlichte der Deutsche Verlag AstroMedia das Baumarkt-Teleskop, einen Bausatz mit hochwertigen Linsen, die mit einigen einfachen HT-Abflussrohren aus dem Baumarkt ergänzt werden müssen. Nach einer kurzen Bastelzeit entsteht ein hochwertiges Teleskop zum Preis einer CD. Die optische Qualität des Instruments ist beeindruckend, aber schon bei ersten Beobachtungen zeigen sich Schwierigkeiten bei der präzisen Einstellung der Bildschärfe. Tatsächlich hängt beim Teleskop die Erzielung eines scharfen Bildes von einer Abstandsänderung zwischen Objektiv und Okular ab, und zwar in einer Größenordnung im Millimeterbereich. Das ist beim Baumarkt-Teleskop nur schwer umzusetzen, weil das Okularzugrohr aus einer HT-Muffe mit Gummidichtung besteht, die sich nur sehr schwer am Haupttubus entlang verschieben lässt.

Das Projekt

Unser Projekt möchte dazu eine Alternative anbieten: einen Okularauszug mit Zahnstangenauszug, der dem Standard von Amateurteleskopen entspricht. Dessen Prinzip ist relativ einfach: das Okular wird am Ende eines Okularzugrohrs eingesetzt, das Dank seines Zahnstangenauszugs unter der Wirkung eines Getriebesystems in seinen Okularführungskern und damit in den Haupttubus gleitet. Um dies zu erreichen, müssen einige Teile des Originalbausatzes durch drei 3D-gedruckte Elemente, ein modifiziertes Elektro-Stangenrohr und einige LEGO® Technic Bauteile ersetzt werden.

Oberndorfer, Hans, „Fernrohr-Selbstbau, Fenster ins Weltall“, Sterne und Weltraum, München, 1985, pp. 108-109

Bauanleitung

Nach dem Beschaffen des erforderlichen Materials wird zunächst der Okularführungskern (im 3D-Druckverfahren hergestellt) in den Haupttubus (HT-Rohr DN40) eingeführt. Darauf wird das aus LEGO® Technic Bauteilen bestehende Getriebesystem mit zwei M3 Schrauben montiert (1). In den so gebildeten Block (2) wird das Okularzugrohr – ein verkürztes Elektro-Stangenrohr mit einem modifizierten LEGO® Technik Bauteil (3) – hinein geschoben. Nun werden die beiden Linsen, aus denen sich das Okular zusammensetzt, in einen speziell dafür in 3D gedruckten Zylinder eingesetzt. Schließlich montiert man dieses Okular am Ende des Okularzugrohres und führt das Ganze in den Okularführungskern. Jetzt kann das Okular unter der Wirkung der Zahnräder leichtgängig und präzise im Haupttubus gleiten (4), was eine präzise Fokussierung der beobachteten Objekte ermöglicht.

Die Beobachtungen

Dieses Konstruktionsverfahren ist eine spielerische und spannende Möglichkeit, sich den Bereichen der Optik, Mechanik und grundsätzlich der Astronomie zu nähern. Unabhängig von solchen technischen Verbesserungsvorschlägen ermöglicht das Baumarkt-Teleskop dank seiner 30-fach Vergrößerung und hervorragenden Bildschärfe dem Benutzer, die Beobachtung der Mondkrater sowie die Entdeckung der Saturnringe und der Satelliten des Jupiters. Diese Bilder, die sich für viele Menschen für immer ins Gedächtnis einbrennen, helfen mehr als lange Reden, ein Bewusstsein für unsere Beziehung zu Welt, Raum und Zeit zu entwickeln.


Anmerkungen
Unser besonderer Dank gilt: die Gärtner des Stadtteilgartens Schillerkiez und Meapunto für ihre weise Beratungen, Felix (xHain hack+makespace, Berlin) für den Austausch rund um das Projekt und den Druck der 3D-Teile, Olivier, Kajetan und Astrid für die Übersetzung und natürlich das Team des AstroMedia Verlags.
Um uns über dieses Projekt zu kontaktieren, hinterlassen Sie bitte einen Kommentar.

Veröffentlichung
Dieses Projekt findet ihr auch in der Aufgabe 1/2020 von Make Magazin (S. 90-91, Rubrik: “Community-Projekte”). Der Artikel ist auch on-line verfügbar (bis zum 3. Projekt scrollen).

Un porte-oculaire pour le Baumarkt-Teleskop │ FR

[ Deutsche Fassung ]

Le kit AstroMedia

A l’occasion de la déclaration par l’UNESCO de l’année Mondiale de l’Astronomie 2009, l’éditeur AstroMedia a mit sur le marché pour le prix d’un CD la « lunette astronomique de magasin de bricolage » (Baumarkt-Teleskop), un kit de lentilles de haute qualité à compléter avec quelques tuyaux d’évacuation PVC basiques. Les qualités optiques de l’instrument sont surprenantes mais son utilisation est rendue difficile par la difficulté de mise au point précise qui se révèle dès les premières observations. En effet, sur les lunettes astronomiques, l’obtention d’une image nette dépend d’une variation de distance de l’ordre du millimètre entre les deux éléments principaux : l’objectif et l’oculaire. Or le tube d’oculaire du Baumarkt-Teleskop est constitué d’un manchon PVC et de son joint d’étanchéité qui coulissent très difficilement le long du tube principal.

Le Projet

Le présent projet se propose donc d’adapter au Baumarkt-Teleskop un système de mise au point à crémaillère équivalent à celui des lunettes d’amateurs standard dont le principe est relativement simple: l’oculaire s’insère à l’extrémité d’un tube d’oculaire qui, grâce à sa crémaillère, coulisse sous l’action d’un système d’engrenage dans son bloc-guide et par la même dans le tube principal. Pour ce faire, certaines pièces du kit d’origine sont substituées par quelques éléments imprimés en 3D, une gaine électrique modifiée ainsi qu’un jeu de pièces LEGO® Technic.

Oberndorfer, Hans, „Fernrohr-Selbstbau, Fenster ins Weltall“, Sterne und Weltraum, München, 1985, pp. 108-109

Montage

Une fois le matériel nécessaire rassemblé, la première opération consiste à insérer dans le tube principal de 40 mm de diamètre le bloc-guide pour tube d’oculaire réalisé en impression 3D. C’est sur cette pièce que se monte, à l’aide de deux vis M3 (1), le système d’engrenage constitué d’un ensemble de pièces LEGO® Technic. Dans le bloc ainsi formé (2) s’insère le tube d’oculaire, un tube IRL raccourci à l’extérieur duquel se fixe la crémaillère issue d’une pièce LEGO® Technic spécifique adaptée (3). Vient enfin le montage des deux lentilles composant l’oculaire qui viennent se caler dans une enveloppe cylindrique spécifique imprimée en 3D, substituant les cartons pliés du kit original. Une fois cet ensemble emboîté à l’extrémité du tube d’oculaire, celui-ci s’insère dans son bloc-guide et peut coulisser de façon fine et fluide dans le tube principal sous l’action des engrenages (4), permettant la mise au point précise des objets observés.

Les observations

Ce processus de construction constitue une opportunité ludique et passionnante pour approcher les notions d’optique, de mécanique et plus généralement d’astronomie. D’autre part, indépendamment des nombreuses améliorations possibles, le Baumarkt-Teleskop permet, grâce à son grossissement de 30 fois et la netteté de son image, de découvrir les cratères de la lune ainsi que de distinguer les anneaux de saturne et les satellites de Jupiter. Des images qui restent pour beaucoup à jamais gravées dans la mémoire et qui aident plus que de longs discours à prendre la mesure de notre rapport au monde, à l’espace et au temps.

Nous tenons à remercier tout particulièrement: les jardiniers du Stadtteilgarten Schillerkiez et Gonzalo pour leur enthousiasme et leurs conseils avisés, Felix (xHain hack+makespace, Berlin) pour les échanges autour du projet et l’impression des pièces 3D, et bien entendu, l’équipe d’AstroMedia.

Pour nous contacter au sujet de ce projet, merci de laisser un commentaire.