Messzelátó és teleszkóp között lényeges különbség van, amiről e helyütt megemlékeznünk nem lesz fölösleges dolog. A messzelátó vagy távcső egy csőből áll, melynek felső részén domború lencse van - ezt nevezik objektívnek -, alsó részén egy második lencse, ennek a neve: szemüveg, ez utóbbin át nézünk bele. A megvilágított tárgyról jövő sugarak áthatolnak az első lencsén, és megtöretvén, ennek gócpontjában megfordított képet adnak; ezt vesszük szemügyre a másik lencsén át, amely azt nagyobb alakban tünteti fel. Eszerint a messzelátó csöve mindkét végén el van zárva az objektívvel és a szemüveggel.
Ellenben a teleszkóp csövének felső része nyílt, a megfigyelendő tárgyról jövő sugarak szabadon hatolnak be a csőbe, és egy homorú fémtükörre esnek ferde irányban; erről visszapattanva egy másik kis tükörlapra hullanak, amely a szemüvegre vetíti, amely a kép nagyítására való.
Így a messzelátónál a sugártörés a fődolog, a teleszkópnál a sugárvisszaverődés; azért nevezik azt refraktornak (sugártörő), ezt reflektornak (visszasugárzó). Ennek az optikai készüléknek gyártásánál az objektív készítése a legnehezebb feladat, akár lencséről, akár fémtükörről legyen szó.
Abban az időben, mikor a Gun-club tette kísérletét, ezek a műszerek rendkívül tökéletesek voltak, és kitűnő sikerrel vétettek használatba. Galilei az ő megfigyeléseit egy nyomorúságos távcső segélyével tette meg, amely legfeljebb kétszeresen nagyított. A XVII. század óta az optikai műszerek jelentékenyen hosszabbak voltak, és módot nyújtottak arra, hogy a csillagos eget az eddigieknél sokkal alaposabban fölmérhessék a tudósok. Az akkor használatos refraktorok közül híres volt a pulkovói obszervatóriumé (Oroszországban), ennek objektívje 15 hüvelyk széles; Lerebours francia optikusé ugyanilyen nagy; s végül a cambridge-i obszervatórium messzelátójának objektívje 19 hüvelyk széles. A teleszkópok közül kettő volt csodálatos erősségű és óriási nagyságú. Az egyiket Herschel szerkesztette, 36 láb hosszú volt, és 4,5 láb széles a tükre, evvel 6000-szeres nagyítás járt együtt. A másik Írországban volt, Birr Castle-ben, a Parsonstown parkban; a Lord Rosse-é volt. Csöve 48 láb hosszúságú vala, tükre 6 láb széles; 6400-szoros nagyítású, rengeteg falat kellett körüle építeni, hogy a készülék kezelésére szükséges eszközöket alkalmazhassák: 28 000 fontot nyomott.
De amint látjuk, a rengeteg nagy méretek dacára kerekszámban 6000-szeres nagyításnál tovább nem vihették; no de az ilyen teleszkóppal a holdat csak 39 angol mérföld távolságra hozhatták, és csak olyan tárgyakat láthattak, amelyek 60 láb átmérőjűek, ha ugyan nem igen hosszúak.
Jelen esetben azonban egy kilenc láb átmérőjű és 15 láb hosszú lövegről volt szó; a holdat tehát legalább 5 angol mérföld közelségből kellett látni, vagyis 48 000-szeres nagyításra volt szükség.
Ez a feladat várt a cambridge-i obszervatóriumra. Nem tekintve a pénzügyi akadályokra, csak az anyagiakat kellett fontolóra venni.
Mindenekelőtt messzelátó és teleszkóp között kellett választani. Az előbbi több előnnyel kecsegtet; egyenlő nagyságú objektív mellett számottevőbb nagyításokra alkalmasak, minthogy a lencsén áthatoló fénysugarak kisebb mértékben gyengülnek meg, mint a fémtükörről való visszaverődés alkalmával. Ámde a lencsét csak korlátolt nagyságúra lehet készíteni, mert ha igen vastag, a fénysugarak nem hatolhatnak rajta keresztül. Azonkívül ezeknek a rengeteg nagy lencséknek készítése rendkívül nehéz és évekig tartó munkával jár.
Habár a messzelátóban a tárgyak képe jobban meg van világítva - ami a hold vizsgálatánál megbecsülhetetlen előny, mert hiszen ennek a fénye csak visszaverődő fény -, mégis a teleszkópot választották, mert ezt gyorsabban el lehetett készíteni, és nagyobb mértékben való nagyításra alkalmasabb. Csakhogy a Gun-club elhatározta, hogy azt az Unió legmagasabb hegycsúcsán kell felállítani, hol a levegőréteg ritkább, minthogy a fénysugarak a mi atmoszféránkon áthatolva erejükből sokat veszítenek.
A teleszkópnál - amint láttuk - a nagyítást a szemüveg eszközli, és erre a célra olyan objektív a legalkalmasabb, amelynek legnagyobb az átmérője és a fókusztól való távolsága. Hogy a nagyítás 40 000-szeres legyen, sokkal nagyobb objektívat kellett készíteni, mint amekkora a Herschelé és a Lord Rosse-é volt. Ez volt a nehézség, mert ilyen tükrök készítése nagyon kényes dolog.
Szerencsére néhány évvel előbb egy Foucault Léon nevű francia tudós, az Institut tagja, az objektívek köszörülésének egy igen könnyű és gyors módját találta ki, ugyanis fémtükör helyett ezüstözötteket kell alkalmazni. Kellő nagyságú üveget kell csupán önteni, és ezüstsavas fémmel körülburkolni. Ezt a derekasan bevált készítési módot vették foganatba az objektív gyártásánál.
Továbbá az elkészítésnél követték azt a módszert is, amelyet Herschel talált ki teleszkópja készítésénél.
A slough-i csillagász nagy készülékénél a tárgy képe alul a tubusban, lehajlított helyzetben alkalmazott tükörről visszaverődve éppen az ellenkező oldalon látszott, hol a szemüveg vala elhelyezve. Eszerint a szemlélő a cső alsó vége helyett a felsőnél foglalt helyet, ahonnan a hatalmas tengerbe alánézett. Ennek a szerkezetnek az volt az előnye, hogy a kisebb tükör, melynek feladata, hogy a képet a szemüvegre vetítse, egészen elesik: vagyis kettős fényvisszaverődés helyett csak egyszeri fordul elő, így kevesebb sugár megy veszendőbe, a kép erősebb, tisztább; márpedig ezek mind megbecsülni való előnyök annál a megfigyelésnél, melyről itt szó van.
Minekutána mindezt elhatározták, hozzáfogtak a munkához. Az obszervatórium igazgatóságának számítása szerint az új reflektornak 280 láb hosszúnak kellett lennie, tükrének átmérője 16 láb. Bármily rengeteg apparátusnak ígérkezett is, mégsem hasonlítható össze azzal, amelyet Hooke csillagász hozott javaslatba ezelőtt néhány évvel, ugyanis tízezer láb (3,5 km) hosszú. Mindazonáltal sok nehézséggel járt.
Azt a kérdést, hogy hol állítsák fel, hamar megoldották. Magas hegyet kellett választani, ilyen pedig nincs sok az Egyesült Államokban.
Valóban ennek a nagy darab földnek hegyrendszere két, közepes nagyságú hegyláncra szorítkozik, melyek között a méltóságteljes Mississippi hömpölyög, melyet az amerikaiak a "Folyamok királyá"-nak neveznének, ha egyáltalában valami királyságot elismernének.
Az Appalache-hegység keleti ágában, a New Hampshire-ben fekvő csúcs szerény 6500 láb magasságra nyúlik fel.
Nyugaton pedig a Szikla-hegység van, annak az óriási hegyláncnak egy része, mely a Magellán-szorostól Dél-Amerika nyugati partján halad végig, és Andok vagy Kordillerák neve alatt ismeretes, Panamán keresztül halad, és Észak-Amerikán át folytatódva az északi Sarktengerig terjed.
Ez a hegység nem igen magas; az Alpok és Himalája mélységes megvetéssel néznének le rá. Tényleg a legmagasabb csúcsa 10 709 lábnál nem magasabb, míg a Mont Blanc 14 439 láb, és a Kancsendzönga 26 776 láb magasra nyúlik fel a tenger színe felett.
Minthogy azonban a Gun-club erősen ragaszkodott ahhoz, hogy a teleszkópot is éppen úgy, mint a Columbiadot, az Unió területén állítsák fel: meg kellett a Szikla-hegységgel elégedniük, s így a szükséges anyagot a Longs Peak csúcsára szállították.
Mindenféle leírhatatlan akadályokkal kellett az amerikai mérnököknek megküzdeniük; a bátorságnak és ügyességnek csodáit művelték. Rengeteg szikladarabokat, nehéz kovácsoltvas tömegeket, jelentékeny súlyú vaskapcsokat, a csőhengernek iszonyú nehéz részeit, az objektívet, mely egymagában 30 000 fontot nyomott, 10 000 láb magasságba, az örök hó hazájába felszállítani, minekutána azokat előbb puszta síkságokon, áthatolhatatlan erdőkön, megáradt folyókon, távol az emberlakta vidékektől, vad sivatagokon át szállították, ahol ember egyáltalában alig élhetett volna meg. Ezeken az ezermeg-ezer akadályon is diadalmaskodott az amerikaiak lángelméje. Nem is telt el egy egész esztendő, és az óriási reflektor szeptember végső napjaiban ott állott a helyén, 280 láb hosszú csövével az égnek meredve. Roppant erős vasemelvény vette körül, és elmés készülék segélyével lehetett az ég bármely pontja felé irányítani.
Többe került, mint 400 000 dollárba. Midőn először szögezték neki a holdnak, a kíváncsi tudásvágy egészen izgatottságba hozta a szemlélőket: minő felfedezéseket fognak ők tenni evvel a 48 000-szeresen nagyító teleszkóppal? - holdban lakó népeket, nyájakat, városokat, tengereket?... Semmi sem volt ezekből, semmi olyan, amit a tudomány eddig nem ismert, és a hold felületének minden részén fölismertetett annak vulkanikus természete.
Ámde a Szikla-hegység teleszkópja - mielőtt még a Gun-club célja megkívánta volna - megmérhetetlen szolgálatokat tett a csillagászatnak. Messze terjedő ereje segítségével az égnek végső határáig megmérték a mélységeket, sok csillagnak eddig látszólagos átmérőjét most igen pontosan meghatározták, és Clarke H., a cambridge-i csillagvizsgáló igazgatóságának tagja, a Bika csillagképben lévő ködöt most már alkotórészecskéire szedheti, amit Lord Rosse reflektorával világéletében sohasem tehetett volna meg.
Ellenben a teleszkóp csövének felső része nyílt, a megfigyelendő tárgyról jövő sugarak szabadon hatolnak be a csőbe, és egy homorú fémtükörre esnek ferde irányban; erről visszapattanva egy másik kis tükörlapra hullanak, amely a szemüvegre vetíti, amely a kép nagyítására való.
Így a messzelátónál a sugártörés a fődolog, a teleszkópnál a sugárvisszaverődés; azért nevezik azt refraktornak (sugártörő), ezt reflektornak (visszasugárzó). Ennek az optikai készüléknek gyártásánál az objektív készítése a legnehezebb feladat, akár lencséről, akár fémtükörről legyen szó.
Abban az időben, mikor a Gun-club tette kísérletét, ezek a műszerek rendkívül tökéletesek voltak, és kitűnő sikerrel vétettek használatba. Galilei az ő megfigyeléseit egy nyomorúságos távcső segélyével tette meg, amely legfeljebb kétszeresen nagyított. A XVII. század óta az optikai műszerek jelentékenyen hosszabbak voltak, és módot nyújtottak arra, hogy a csillagos eget az eddigieknél sokkal alaposabban fölmérhessék a tudósok. Az akkor használatos refraktorok közül híres volt a pulkovói obszervatóriumé (Oroszországban), ennek objektívje 15 hüvelyk széles; Lerebours francia optikusé ugyanilyen nagy; s végül a cambridge-i obszervatórium messzelátójának objektívje 19 hüvelyk széles. A teleszkópok közül kettő volt csodálatos erősségű és óriási nagyságú. Az egyiket Herschel szerkesztette, 36 láb hosszú volt, és 4,5 láb széles a tükre, evvel 6000-szeres nagyítás járt együtt. A másik Írországban volt, Birr Castle-ben, a Parsonstown parkban; a Lord Rosse-é volt. Csöve 48 láb hosszúságú vala, tükre 6 láb széles; 6400-szoros nagyítású, rengeteg falat kellett körüle építeni, hogy a készülék kezelésére szükséges eszközöket alkalmazhassák: 28 000 fontot nyomott.
De amint látjuk, a rengeteg nagy méretek dacára kerekszámban 6000-szeres nagyításnál tovább nem vihették; no de az ilyen teleszkóppal a holdat csak 39 angol mérföld távolságra hozhatták, és csak olyan tárgyakat láthattak, amelyek 60 láb átmérőjűek, ha ugyan nem igen hosszúak.
Jelen esetben azonban egy kilenc láb átmérőjű és 15 láb hosszú lövegről volt szó; a holdat tehát legalább 5 angol mérföld közelségből kellett látni, vagyis 48 000-szeres nagyításra volt szükség.
Ez a feladat várt a cambridge-i obszervatóriumra. Nem tekintve a pénzügyi akadályokra, csak az anyagiakat kellett fontolóra venni.
Mindenekelőtt messzelátó és teleszkóp között kellett választani. Az előbbi több előnnyel kecsegtet; egyenlő nagyságú objektív mellett számottevőbb nagyításokra alkalmasak, minthogy a lencsén áthatoló fénysugarak kisebb mértékben gyengülnek meg, mint a fémtükörről való visszaverődés alkalmával. Ámde a lencsét csak korlátolt nagyságúra lehet készíteni, mert ha igen vastag, a fénysugarak nem hatolhatnak rajta keresztül. Azonkívül ezeknek a rengeteg nagy lencséknek készítése rendkívül nehéz és évekig tartó munkával jár.
Habár a messzelátóban a tárgyak képe jobban meg van világítva - ami a hold vizsgálatánál megbecsülhetetlen előny, mert hiszen ennek a fénye csak visszaverődő fény -, mégis a teleszkópot választották, mert ezt gyorsabban el lehetett készíteni, és nagyobb mértékben való nagyításra alkalmasabb. Csakhogy a Gun-club elhatározta, hogy azt az Unió legmagasabb hegycsúcsán kell felállítani, hol a levegőréteg ritkább, minthogy a fénysugarak a mi atmoszféránkon áthatolva erejükből sokat veszítenek.
A teleszkópnál - amint láttuk - a nagyítást a szemüveg eszközli, és erre a célra olyan objektív a legalkalmasabb, amelynek legnagyobb az átmérője és a fókusztól való távolsága. Hogy a nagyítás 40 000-szeres legyen, sokkal nagyobb objektívat kellett készíteni, mint amekkora a Herschelé és a Lord Rosse-é volt. Ez volt a nehézség, mert ilyen tükrök készítése nagyon kényes dolog.
Szerencsére néhány évvel előbb egy Foucault Léon nevű francia tudós, az Institut tagja, az objektívek köszörülésének egy igen könnyű és gyors módját találta ki, ugyanis fémtükör helyett ezüstözötteket kell alkalmazni. Kellő nagyságú üveget kell csupán önteni, és ezüstsavas fémmel körülburkolni. Ezt a derekasan bevált készítési módot vették foganatba az objektív gyártásánál.
Továbbá az elkészítésnél követték azt a módszert is, amelyet Herschel talált ki teleszkópja készítésénél.
A slough-i csillagász nagy készülékénél a tárgy képe alul a tubusban, lehajlított helyzetben alkalmazott tükörről visszaverődve éppen az ellenkező oldalon látszott, hol a szemüveg vala elhelyezve. Eszerint a szemlélő a cső alsó vége helyett a felsőnél foglalt helyet, ahonnan a hatalmas tengerbe alánézett. Ennek a szerkezetnek az volt az előnye, hogy a kisebb tükör, melynek feladata, hogy a képet a szemüvegre vetítse, egészen elesik: vagyis kettős fényvisszaverődés helyett csak egyszeri fordul elő, így kevesebb sugár megy veszendőbe, a kép erősebb, tisztább; márpedig ezek mind megbecsülni való előnyök annál a megfigyelésnél, melyről itt szó van.
Minekutána mindezt elhatározták, hozzáfogtak a munkához. Az obszervatórium igazgatóságának számítása szerint az új reflektornak 280 láb hosszúnak kellett lennie, tükrének átmérője 16 láb. Bármily rengeteg apparátusnak ígérkezett is, mégsem hasonlítható össze azzal, amelyet Hooke csillagász hozott javaslatba ezelőtt néhány évvel, ugyanis tízezer láb (3,5 km) hosszú. Mindazonáltal sok nehézséggel járt.
Azt a kérdést, hogy hol állítsák fel, hamar megoldották. Magas hegyet kellett választani, ilyen pedig nincs sok az Egyesült Államokban.
Valóban ennek a nagy darab földnek hegyrendszere két, közepes nagyságú hegyláncra szorítkozik, melyek között a méltóságteljes Mississippi hömpölyög, melyet az amerikaiak a "Folyamok királyá"-nak neveznének, ha egyáltalában valami királyságot elismernének.
Az Appalache-hegység keleti ágában, a New Hampshire-ben fekvő csúcs szerény 6500 láb magasságra nyúlik fel.
Nyugaton pedig a Szikla-hegység van, annak az óriási hegyláncnak egy része, mely a Magellán-szorostól Dél-Amerika nyugati partján halad végig, és Andok vagy Kordillerák neve alatt ismeretes, Panamán keresztül halad, és Észak-Amerikán át folytatódva az északi Sarktengerig terjed.
Ez a hegység nem igen magas; az Alpok és Himalája mélységes megvetéssel néznének le rá. Tényleg a legmagasabb csúcsa 10 709 lábnál nem magasabb, míg a Mont Blanc 14 439 láb, és a Kancsendzönga 26 776 láb magasra nyúlik fel a tenger színe felett.
Minthogy azonban a Gun-club erősen ragaszkodott ahhoz, hogy a teleszkópot is éppen úgy, mint a Columbiadot, az Unió területén állítsák fel: meg kellett a Szikla-hegységgel elégedniük, s így a szükséges anyagot a Longs Peak csúcsára szállították.
Mindenféle leírhatatlan akadályokkal kellett az amerikai mérnököknek megküzdeniük; a bátorságnak és ügyességnek csodáit művelték. Rengeteg szikladarabokat, nehéz kovácsoltvas tömegeket, jelentékeny súlyú vaskapcsokat, a csőhengernek iszonyú nehéz részeit, az objektívet, mely egymagában 30 000 fontot nyomott, 10 000 láb magasságba, az örök hó hazájába felszállítani, minekutána azokat előbb puszta síkságokon, áthatolhatatlan erdőkön, megáradt folyókon, távol az emberlakta vidékektől, vad sivatagokon át szállították, ahol ember egyáltalában alig élhetett volna meg. Ezeken az ezermeg-ezer akadályon is diadalmaskodott az amerikaiak lángelméje. Nem is telt el egy egész esztendő, és az óriási reflektor szeptember végső napjaiban ott állott a helyén, 280 láb hosszú csövével az égnek meredve. Roppant erős vasemelvény vette körül, és elmés készülék segélyével lehetett az ég bármely pontja felé irányítani.
Többe került, mint 400 000 dollárba. Midőn először szögezték neki a holdnak, a kíváncsi tudásvágy egészen izgatottságba hozta a szemlélőket: minő felfedezéseket fognak ők tenni evvel a 48 000-szeresen nagyító teleszkóppal? - holdban lakó népeket, nyájakat, városokat, tengereket?... Semmi sem volt ezekből, semmi olyan, amit a tudomány eddig nem ismert, és a hold felületének minden részén fölismertetett annak vulkanikus természete.
Ámde a Szikla-hegység teleszkópja - mielőtt még a Gun-club célja megkívánta volna - megmérhetetlen szolgálatokat tett a csillagászatnak. Messze terjedő ereje segítségével az égnek végső határáig megmérték a mélységeket, sok csillagnak eddig látszólagos átmérőjét most igen pontosan meghatározták, és Clarke H., a cambridge-i csillagvizsgáló igazgatóságának tagja, a Bika csillagképben lévő ködöt most már alkotórészecskéire szedheti, amit Lord Rosse reflektorával világéletében sohasem tehetett volna meg.