L'imagerie à haute résolution est la technique qui consiste à obtenir des images planétaires, lunaires ou solaires aussi fines et détaillées que possible.

Bien que de nombreuses images planétaires et lunaires soient qualifiées d'images à haute résolution, très peu en sont réellement. Seules les images dont la résolution n'est pas trop éloignée des capacités théoriques de l'instrument avec lequel elles ont été prises méritent cette appellation. Malheureusement, il ne suffit pas d'installer une caméra CCD sur n'importe quel instrument (même de grand diamètre) et dans n'importe quelles conditions pour obtenir automatiquement des images à haute résolution !

La dimension des plus petits détails planétaires que peut retransmettre un instrument donné ne doit pas être confondue avec son pouvoir séparateur visuel donné par la formule (empirique et approximative) :

R = 120/D (R en secondes d'arc, D en millimètres)

Cette valeur s'applique uniquement aux étoiles doubles, elle indique la séparation minimale approximative que doit présenter un couple d'étoiles de même magnitude pour pouvoir être visuellement séparé. Le fait qu'un détail planétaire soit ou non détecté dépend de nombreux facteurs tels que sa forme et son contraste. Dans des conditions favorables, des détails d'une taille inférieure au pouvoir séparateur stellaire de l'instrument peuvent être. L'image de Saturne de la page d'accueil en est un exemple : la division de Cassini mesure 0,7" aux extrémités de l'anneau, mais seulement 0,3" lorsque l'anneau atteint le bord de la planète. Néanmoins il est encore nettement visible à cet endroit, alors que le pouvoir de résolution stellaire théorique de l'instrument est de 0,55".

La figure ci-dessous présente les courbes de FTM (cf. Qu'est-ce qu'une courbe de FTM ?) relatives au même instrument, comparativement sur des objets de faible contraste (surface planétaire) et de fort contraste (Lune, étoile double, division de Cassini, ombre d'anneau ou de satellite, bord d'une planète). Pour être détecté, un détail doit présenter un contraste suffisant. Le seuil de contraste est ici fixé arbitrairement à 5 %, mais sa valeur réelle dépend en pratique de facteurs tels que la luminosité de l'objet et la technique employée (visuel, photographie ou CCD). On constate que la limite de résolution sur un objet de fort contraste (intersection des courbes rouge et verte) est plus élevée que la limite sur un objet de faible contraste (intersection des courbes bleue et verte).

Dans la pratique, tous les problèmes affectant l'instrument et son environnement contribuent à diminuer le contraste, et par conséquent à aplatir la courbe de FTM : obstruction, aberrations optiques (chromatisme, aberration de sphéricité, astigmatisme, zone, mamelonnage, etc.), reflets, turbulence atmosphérique, défaut d'équilibrage thermique, décollimation, mise au point défectueuse, échantillonnage inadapté, vibrations, etc. Les dégradations s'accumulent les unes aux autres et, la plupart du temps, la courbe réelle d'un instrument n'a malheureusement qu'un lointain rapport avec la courbe théorique présentée ci-dessus. Toute la difficulté de l'imagerie à haute résolution (et d'une manière générale de l'utilisation efficace d'un instrument) consiste à minimiser ces différents problèmes afin d'obtenir une courbe réelle pas trop éloignée de la courbe idéale.

La technique CCD présente deux avantages cruciaux par rapport à la photographie argentique :

1) sa sensibilité, qui autorise des temps de pose très courts (moins de 1/10^ème de seconde sur la Lune) permettant d'atténuer considérablement les effets de l'agitation des images due à la turbulence atmosphérique,

2) le traitement d'image dont la puissance permet de tirer le maximum des images brutes.

Grâce à ces atouts, dans des circonstances identiques la CCD obtient aujourd'hui de bien meilleurs résultats en haute résolution que la photographie argentique. Elle permet d'exploiter le plein potentiel de l'instrument, le niveau de détail atteint pouvant être très proche de ce que l'œil distingue à l'oculaire (toutefois, il n'a jamais été prouvé que la CCD est capable d'enregistrer beaucoup plus d'informations que l'œil ne peut en voir sur une planète ou sur la Lune).

Il faut cependant être conscient que si la CCD est un excellent révélateur de la qualité de l'image délivrée par l'instrument, elle est également un redoutable révélateur de...l'absence de qualité. Si l'image est mauvaise à l'oculaire, les images CCD le seront tout autant. Contrairement à une idée très répandue mais fausse, ni la caméra ni le traitement d'image ne sont capables de compenser les dégâts causés par un instrument défectueux ou mal utilisé. De plus, si le traitement d'image apporte un confort indéniable et permet de s'affranchir de l'étape pénible du laboratoire, la mise en oeuvre de la caméra au moment de la prise de vues est plus délicate qu'en photographie argentique, notamment à cause des problèmes de centrage et surtout de focalisation. CCD n'est pas synonyme de résultat garanti. Toutes les qualités requises en haute résolution photographique sont encore indispensables en CCD : persévérance, rigueur, désir de progresser et remise en question permanente des acquis et des certitudes. Par contre, aucune compétence particulière en électronique ou en informatique n'est réellement nécessaire.