Une lunette astronomique est un instrument d’optique qui permet d'augmenter la taille
apparente et la luminosité des objets du ciel lors de leur observation. Elle est l'instrument
astronomique le plus ancien : il comporte un objectif formant l'image dans le plan focal.

Historique :

Son invention est anonyme et viendrait d'Italie (vers 1590) ou du nord de l'Europe (Pays-
Bas, vers 1608). Hans Lippershey fut le premier à faire une démonstration concrète d'une
lunette d'approche de grossissement 3, fin septembre 1608.
Dès que la lunette d'approche fut connue et commença à se répandre, plusieurs person-
-nes dont Thomas Harriot la tournèrent vers le ciel début 1609 pour observer les objets
célestes. Mais c'est Galilée qui, à partir d'août, établit véritablement la lunette d'approche
comme instrument d'observation astronomique par le regard neuf qu'il portait sur le ciel et
par l'ensemble de ses observations célestes : il s'étonnait des phénomènes qu'il voyait et
les étudiait. Il construisait ses propres lunettes et leur donna d'abord un grossissement
de 6 au lieu de 3, pour le porter progressivement à 20 puis à 30.

Fonctionnement :

Une lunette est composée d'un objectif et d'un oculaire disposés de part et d'autre d'un
tube fermé. Le tube peut être fixe ou télescopique comme dans le cas des longues-vues
marines. L'oculaire se situe, comme l'indique son nom, du côté de l'œil et il est de petite
dimension. L'objectif se situe de l'autre côté et est généralement de plus grande dimen-
-sion que l'oculaire.
Ces premières lunettes d'approche, terrestre ou astronomique, ont possédé un objectif
convexe et un oculaire concave. Les plus récentes possèdent objectif et oculaire conve-
-xes. Les deux systèmes conservent chacun leurs avantages :

Oculaire concave : image droite permettant l'usage en longue-vue terrestre et raccourcis-
-sement de la longueur du tube par rapport à la focale de l'objectif. L'assemblage de deux
petites de ces lunettes crée l'appareil dit jumelles de Galilée (usage au théâtre vu les fai-
-bles performances).

Oculaire convexe : image retournée et allongée par rapport à la longueur de la focale
de l'objectif. L'usage en lunette astronomique n'est pas gênée par ces conséquences
(ni haut ni bas dans le ciel, monture mécanique pour supporter le système).
Par contre, l'usage marin ou terrestre a imposé un tube télescopique et un système
optique de redressement de l'image, dit véhicule, composé d'un doublet ou d'un nombre
pair de prismes (qui plient, raccourcissent l'encombrement) dans le cas de la lunette
à prismes ou des jumelles dites de marine.

L'objectif et l'oculaire sont deux systèmes optiques convergents, c'est-à-dire qu'ils concen-
-trent (focalisent) les rayons lumineux à la manière d'une loupe. Ces deux systèmes
convergents ont comme caractéristiques principales le diamètre et la distance focale.
La distance focale est la distance entre le centre du système optique convergent (par
exemple le centre de la lentille d'une loupe) et le foyer (le point où des rayons lumineux
provenant de l'infini convergent).
Les lunettes modernes ont toutes des objectifs et des oculaires composés de plusieurs
lentilles. En effet, une lentille simple n'a une qualité acceptable que sous certaines condi-
-tions. On peut corriger ou diminuer certains défauts en appariant plusieurs lentilles ayant
des verres d'indice différent. La lunette a différents paramètres fondamentaux :

L’échelle : A un angle donné sur le ciel va correspondre une distance en millimètres sur
l'image du plan focal.

L’ouverture : C’est le diamètre de l’objectif. Il est associé au rapport distance focale sur
diamètre (ouverture du faisceau).

Le champ disponible en pleine lumière : Il est caractérisé en angle sur le ciel et en
millimètres dans le plan focal.

Son pouvoir de résolution (ou résolution angulaire) : C'est la taille angulaire du plus
petit objet mesurable. On expliquer ce pouvoir par le phénomène de diffraction : l'ouverture
de l'instrument (taille de l'objectif) fait écran au faisceau infiniment large et fait office
de pupille d'entrée. Elle va diffracter le faisceau et on obtient dans le plan focal une image
différente de l'objet dont elle provient. Pour augmenter le pouvoir de résolution d'un instru-
-ment, il suffit d'augmenter son diamètre. Cette résolution est cependant théorique car
l'atmosphère la limite.