První dalekohledy ve službách astronomie

Koncem roku 1609 sestrojil italský učenec Galileo Galilei, zřejmě podle návodu holandských optiků, třikrát zvětšující dalekohled a jako první ho zamířil k hvězdné obloze. Použití dalekohledu pak dramaticky změnilo náš pohled do vesmíru.

Jeden z prvních dalekohledů G. Galilea

Vynález dalekohledu jako takového spadá až do začátku 17. století, přestože už staří Peršané a Arabové znali "přibližovací skla". Jako první podal patent na "přístroj přibližující pomocí čoček věci vzdálené" holandský výrobce brýlí Hans Lippershey (asi 1570 - 1619); o patentová práva požádal 2. října 1608. Přístroj byl určen pro vojenské účely: použití dalekohledu mělo dát holanským námořním kapitánům výhodu v dřívějším odhalení nepřátelských lodí. Lippershey, stejně jako brusič skla Jakob Metius, který podal zhruba ve stejné době podobnou patentovou žádost na dalekohled, patentové právo nikdy nezískal. Lippershey na doporučení komise ještě v roce 1608 upravil dalekohled pro pozorování oběma očima.
Galileo Galilei (1564 - 1642) byl prvním astronomem (od roku 1589 přednášel na univerzitě v Pise matematiku a astronomii), který zaměřil dalekohled na nebeská tělesa. Galileo, který měl informace o holandském vynálezu, si koncem roku 1609 postavil vlastní dalekohled, jehož objektiv byl tvořen spojkou s větší ohniskovou vzdáleností a okulár tvořila rozptylka. Svá první pozorování s trojnásobně zvětšujícím dalekohledem popsal 7. ledna 1610. Později už pracoval s dalekohledem zvětšujícím třicetkrát (v některých pramenech se uvádí 23násobné zvětšení) a ten mu umožnil uskutečnit na svou dobu převratné objevy. Většinu z nich uvedl v nepříliš rozsáhlém spisu "Sidereus nuncius" ("Hvězdný posel"), který tiskem vyšel v Benátkách ještě v roce 1610. Galilei popisoval hory a krátery na Měsíci, zveřejnil objev čtyř měsíců Jupitera (později pojmenovaných Ió, Europa, Ganymed a Kalisto; dnes je zaregistrováno více než 60 Jupiterových satelitů), pozoroval fáze Venuše (někteří lidé se zvlášť ostrým viděním mohou fáze Venuše vidět i bez dalekohledu) a v souhvězdí Orionu pak napočítal asi 80 nových hvězd, což ho vedlo k domněnce, že mléčná dráha je tvořena velkým množstvím hvězd. Dále psal o slunečních skvrnách a na základě jejich dlouhodobého pozorování později vyslovil myšlenku, že Slunce se otáčí. Traduje se, že díky pozorování Slunce nechráněnýma očima si Galilei nenávratně zničil zrak.
Konstrukci hvězdářského dalekohledu se věnoval také německý astronom Johannes Kepler (1571 - 1630), objevitel pohybových zákonů planet, které definitivně rozhodly spor mezi geocentrickou a heliocentrickou soustavou. Keplerův zdokonalený hvězdářský dalekohled navržený v roce 1611 tvoří jednoduchý refraktor (čočkový dalekohled), jehož objektiv i okulár tvoří spojná čočka. V objektivu je čočka s velkou ohniskovou vzdáleností a v objektivu je čočka s malou ohniskovou vzdáleností. Později byly samostatné čočky v objektivu a okuláru nahrazovány soustavami čoček a tyto sestavy umožnily lépe odstranit optické vady. Obraz tohoto typu dalekohledu je stranově i výškově obrácený, což však při astronomickém pozorování není nijak podstatné. Konstrukce tohoto dalekohledu umožnila vložit před okulár nitkový kříž, který zabezpečil přesnější zaměření.
K vylepšení astronomických dalekohledů přispěl rovněž holandský fyzik a astronom Christian Huygens (1629 - 1695), jenž kolem roku 1654 vypracoval novou metodu broušení a leštění optických čoček. Novou metodou vyrobené čočky byly později osazeny do jeho mohutného teleskopu, díky němuž identifikoval prstenec kolem Saturna (to, že Saturn není přesně kruhový zjistil už Galileo Galilei) a v roce 1655 objevil Titan, největší měsíc planety Saturn.
Čočkové dalekohledy ale stále trpěly barevnou vadou, která se projevovala duhovými okraji pozorovaných předmětů, a která byla zvlášť výrazná u větších dalekohledů. Tuto optickou vadu (způsobenou různým úhlem lomu na přechodu vzduch - sklo u různých vlnových délek spektra) se snažili astronomové odstranit nejprve prodlužováním ohniska objektivu. To vedlo ve druhé polovině 17. století ke konstrukcím hvězdářských teleskopů obrovských rozměrů, jejich ohnisková vzdálenost dosahovala až 70 metrů. Znám je například Heveliův obrovský dalekohled postavený kolem roku 1670 v Gdaňsku. Johannes Hevelius (1611 - 1687) svůj 50 m dlouhý dalekohled popsal v knize "Machina coelestis" z roku 1673. Ovládání těchto přístrojů ale bylo neobyčejně složité a ani asistence početné řady pomocníků neposkytovala pozorovateli možnost využít optických možnosti dalekohledu. Zorné pole bylo velice malé a sledovat pozorovaný objekt při jeho pohybu po obloze bylo nadmíru složité, ne-li přímo nemožné.
Proto byla praxe obrovských monster brzy opuštěna a zlepšování obrazu refraktorů se ubíralo jinými cestami. John Dollond (1706 - 1761) kombinací korunového a flintového skla v optických prvcích vytvořil typ dalekohledu, který se, po zdokonalení německým fyzikem Josephem von Fraunhoferem (1787 - 1826), stal základním typem hvězdářského dalekohledu pro většinu 19. století. Největším používaným čočkovým dalekohledem se pak stal v roce 1897 dalekohled s průměrem objektivu 102 cm (a je jím dodnes). Dalekohled je umístěn na americké Yerkesově observatoři ve Wiskonsinu. Pro pařížskou světovou výstavu v roce 1900 byl sice postaven refrator s objektivem o průměru 125 cm, ale do astronomické praxe nebyl nikdy uveden.
Další rozvoj hvězdářských dalekohledů nastává po roce 1668, kdy anglický astronom a fyzik Isaac Newton (1643 - 1728; v některých publikacích se lze setkat s daty 1642 - 1727 - ta se však vztahují k juliánskému kalendáři tehdy platnému v Anglii) navrhl dalekohled se zrcadlem jako objektivem. Svůj dalekohled pak v roce 1671 předvedl v britské Královské akademii. Objektiv Newtonova dalekohledu je tvořen dutým zrcadlem, které odráží paprsky k rovinnému sekundárnímu zrcadlu, jež je směruje do okuláru na boku přístroje. Pro úplnost je třeba se zmínit o tom, že poprvé se návrh zrcadlového teleskopu s velkým primárním a malým sekundárním dutým zrcadlem objevil už v roce 1663 v díle "Optica Promota" skotského matematika Jamese Gregoryho (1638 - 1675). Gregory ale dalekohled nikdy nepostavil, protože neměl k dispozici potřebná zrcadla. Obdobně jako u Keplerova dalekohledu je u tohoto typu dalekohledu výsledný obraz, stranově i výškově převrácen; jak už ale bylo řečeno dříve, v astronomii to nevadí. Hlavní výhodou nově navrženého dalekohledu bylo odstranění barevné vady čoček a jednodušší výroba a konstrukce velkých dalekohledů. Protože byla výroba přesných (na přesnosti zde mimořádně záleží) velkých zrcadel obrovským oříškem, začaly se velké zrcadlové dalekohledy (reflektory) prosazovat až v průběhu 19. století po zvládnutí technologie výroby zrcadel a od konce 19. století začínají v astronomické praxi převládat. Pro zajímavost: Hubbleův kosmický dalekohled je reflektor s průměrem zrcadla 240 cm s ohniskovou vzdáleností 60 m a také u něho byly potíže s kvalitou zrcadla.
Broušením zrcadel se nezabývali pouze specialisté - optici, ale věnovali se mu také samotní uživatelé. Mezi nimi vynikal německý astronom Frederick William Herschel (1738 - 1822), který od roku 1757 trvale působil v Anglii. Vybrousil (společně se svým bratrem Alexandrem, 1745 - 1821) stovky zrcadel pro dalekohledy a jeho vrcholným dílem byl reflektor s průměrem zrcadla 120 cm a ohniskovou vzdáleností 12 metrů. Herschel byl ovšem také vynikající pozorovatel - objevil Saturnovy měsíce Mimas a Enceladus, několik komet, v roce 1781 planetu Uran a později ještě její dva měsíce - Titanii a Oberon.
V roce 1672 navrhl francouzský sochař Guillame Cassegrain modifikaci Newtonova dalekohledu. V Cassegrainově dalekohledu se paprsky odražené dutým primárním parabolickým zrcadlem soustředí do pomocného malého vypuklého hyperbolického zrcadla, které je odrazí do okuláru, umístěného v ose dalekohledu; primární zrcadlo musí tedy mít uprostřed otvor. V roce 1930 doplnil k tomuto dalekohledu estonský astronom Bernard Schmidt (1879 - 1935) korekční objektiv, který minimalizuje aberaci, a v této podobě se stavěly hvězdářské teleskopy nejčastěji.
Později vznikaly ještě další typy hvězdářských dalekohledů, ale většinou se jedná o úpravy stávajících modelů, které byly doplněné o korekční členy nebo menisky, případně se jedná o různé typy zrcadel - kulová, hyperbolická či parabolická - a jejich kombinace.

HLAVNÍ PRAMENY:
[1] R. Čeman, E. Pittich: Vesmír 1 Sluneční soustava, Mapa Slovakia Bratislava 2002
[2] J. Grygar: V hlubinách vesmíru, Albatros, Praha 1975
[3] J. Grygar, Z. Horský, P. Mayer: Vesmír, Mladá fronta, Praha 1979
[4] http://www.enchantedlearning.com/inventors/page/t/telescope.shtml[5] http://www.seaplanet.eu/index.php/cs/vesmir/lide/253-hans-lippershey-z-middelburgu-vynalezl-dalekohled[6] M. Rees: Universe, Dorling Kindersley, Londýn 2005

-----
Příště: Ohněstrůjné rakety 16. století; plánované zveřejnění: 14.3.2011.