Astroscopia compendiaria (1684)

Nadat Christiaan en Constantijn Huygens zich aanvankelijk hadden beziggehouden met het slijpen van lenzen voor kijkers met relatief korte brandpuntsafstanden (variërend van 12 tot 23 voet), legden zij zich na Christiaans definitieve terugkeer naar Den Haag in 1681 toe op het vervaardigen van lenzen voor kijkers met veel langere brandpuntsafstanden.

De reden hiervoor was tweeledig. Ten eerste kon je met kijkers met een lange brandpuntsafstand veel sterkere vergrotingen bereiken, waardoor je de hemellichamen in meer detail kon waarnemen.In de tweede plaats werden de storende kleurfouten (waarmee elke kijker met een enkelvoudige objectiefglas behept is) minder naarmate de brandpuntsafstand van een kijker langer is.

Nadeel is natuurlijk wel dat dit soort kijkers lastig te maken is en dat zij ook niet eenvoudig zijn te bedienen. Om er een willekeurig hemellichaam mee te kunnen waarnemen moesten ze met behulp van takels aan hoge masten opgehangen worden. De kijkerbuizen leden daarbij aan doorbuiging onder hun eigen gewicht en waren ook erg gevoelig voor de wind.

Christiaan Huygens loste deze problemen op door de kijkerbuis maar helemaal weg te laten. Met behulp van enkele vernuftig uitgedachte hulpstukken wist hij het objectiefglas en de ooglens op een dusdanige manier op te stellen dat het geheel als een "buisloze" kijker fungeerde. De constructie en het gebruik van buisloze kijkers waren niet eenvoudig en Christiaan besloot om met de Astroscopia compendiaria zijn ervaringen op dit gebied aan een groter publiek bekend te maken.

De oorspronkelijke tekst van Christiaan Huygens is niet onderverdeeld in hoofdstukken of paragrafen. Voor het gemak van de moderne lezer is in deze online editie de volgende onderverdeling aangebracht:

De originele Latijnse tekst met een Franse vertaling en commentaar is beschikbaar in de online editie van de Oeuvres Complètes [deel 21, pp. 189-236].


Christiaan Constantijnsz. Huygens

De buisloze sterrenkijker hanteerbaar gemaakt

Tot de lezer

[Zijn voorwoord tot de lezer gebruikte Huygens om nog wat laatste toevoegingen over de constructie en het gebruik van zijn buisloze kijker op te nemen. Hij raadde de lezer aan om dit stuk pas als laatste te lezen en in deze online editie van de Astroscopia hebben wij het dan ook achteraan geplaatst.]

Inleiding

Hetgeen in alle nieuwe uitvindingen het geval is, namelijk dat zij uit kleine oorsprongen ontsproten groter en volmaakter worden door 's mensen toewijding en vlijt, zien wij wel heel in het bijzonder toepassing krijgen in de wonderlijke techniek om het gezichtsvermogen te vergroten. Het is bekend hoe gering, vrijwel non-existent, deze kunst in zijn eerste aanvang was, toen de eerste stappen hiertoe, in duistere bewoordingen, werden gezet in de geschriften van Porta van Napels. Deze werden zozeer overtroffen door de poging van enkele van mijn landgenoten, dat zij terecht voor de eerste uitvinders van deze kunst kunnen gelden. Zij op hun beurt werden ver ingehaald door Galilei, die met behulp van zijn kijker allerlei dingen aan de hemel ontdekte waarvan tot die tijd niets bekend was. Het leek wel alsof betere instrumenten dan degene waarvan hij zich bediende niet mogelijk zouden zijn. Maar als hij nu onder de levenden zou terugkeren zou hij ongetwijfeld in plaats van aan zijn eigen instrumenten veruit de voorkeur geven aan degene die na zijn tijd gebouwd zijn. Bijvoorbeeld aan de onze, waarmee wij de ware figuur en de ring van de planeet Saturnus voor het eerst hebben ontdekt; en nog meer aan de Italiaanse instrumenten, door uitstekende werkmeesters vervaardigd, die hierop gevolgd zijn. Met hulp van deze laatste heeft de beroemde heer Domenico Cassini nog weer nieuwe verschijnselen aan de hemel ontdekt: de omwenteling van de planeetbollen om hun as, en twee begeleiders van Saturnus buiten degene die wij, omdat hij beter zichtbaar was dan de andere, al eerder hadden gevonden.

Als wij ons afvragen aan wat voor stappen het voortschrijden van deze kunst te danken is, blijkt dit nergens anders aan te liggen dan aan de vergroting van de lengte van de buizen en aan het feit dat de glazen lenzen, zoals ze worden genoemd, nauwkeuriger volgens het oppervlak van een grote bol zijn gevormd. Het is waar dat vernuftige lieden nog enkele andere manieren en vereenvoudigingen hebben uitgedacht, zoals om aan het glas de vorm van kegelsneden te geven, en om de lichtstralen te verzamelen door de weerkaatsing van een spiegel. Maar het staat vast dat dit allemaal niets heeft opgeleverd, of anders veel minder dan was gehoopt en verwacht. Over de oorzaken daarvan is het hier niet de plaats om uit te weiden. Tot dusverre is er dus maar een manier overgebleven die voortgang boekt en dat is de verlenging van de buis. En hoe verder ik de natuur van die zaak bestudeer, hoe meer ik tot de overtuiging kom dat er ook voor de toekomst geen andere weg te hopen is.

De mensen die zich hebben toegelegd op het maken van lenzen voor grote buizen lijken hun moeite dus het best te hebben besteed en hun ijver is op dit gebied niet zonder succes geweest. Maar daarbij deed zich een ander niet onbelangrijk probleem voor. Vanwege de enorme omvang en het gewicht van die lange buizen moet men om ze te bewegen noodzakelijk machines te hulp roepen. Maar al bij de huidige kijkers van dertig of veertig voet zijn zulke machines moeilijk te bouwen en te hanteren, en als we nog verder gaan zal dat nog veel meer problemen geven. Het streven naar grotere kijkers lijkt daarmee op een onbedwingbare hinderpaal te stuiten. Om die reden meen ik degenen die zich op deze studies en het waarnemen van de hemellichamen toeleggen een groot plezier te doen, als ik laat zien hoe door mijn jongste uitvinding deze zwarigheid geheel wordt weggenomen en hoe met weinig tijd, moeite en kosten zelfs de grootste telescopen voor dit schouwspel kunnen worden aangewend. Ik weet dat onder de oplossingen die voor dit probleem zijn voorgesteld ook mijn huidige voorstel reeds jaren geleden door anderen is bedacht, namelijk om lenzen te gebruiken zonder kijkerbuis. Maar het is ze niet gelukt uit te voeren wat ze wilden dan door een mechanisme dat al te ingewikkeld was en dat om die reden geen succes heeft gehad. Maar wat wij hier vertellen hebben wij in de praktijk nuttig bevonden en gebruiken wij dagelijks met veel gemak. De zaak zit zo in elkaar.

De mast voor de buisloze kijker

Op een open plaats met uitzicht naar alle kanten wordt een mast loodrecht opgericht en stevig in de aarde geplant. De mast waarvan wij ons aanvankelijk bedienden had een hoogte van vijftig voet. Dit was voldoende voor telescopen van zeventig voet en meer, zij het niet bij elke hoogte van de sterren boven de horizon. Daarvoor zou hij immers niet veel kleiner dan de totale lengte van de telescoop mogen zijn. Alvorens de mast op te richten wordt een van de kanten met een dissel vlak gemaakt, en daar worden twee onderling parallelle latten bevestigd met een onderlinge afstand van zes duim. Zo ontstaat een gleuf, iets breder aan de binnenkant, die loopt van de top van de mast tot vrijwel aan de voet, waar een lengte van drie voet vrij blijft. Verder wordt op de top van de mast een katrol bevestigd die rond een as kan draaien. Daaromheen loopt een koord van twee keer de lengte van de mast en een halve kleine vinger dik. En om waar nodig in de mast te kunnen klimmen worden daaraan op gelijke afstanden driehoekige stukken hout vastgemaakt die als treden kunnen dienen. Aldus uitgerust wordt de mast tenslotte opgericht. Het gedeelte dat in de aarde steekt wordt met pek bewerkt en omgeven met zand, om verrotting tegen te gaan. Met behulp van deze mast wordt de grote lens tot de gewenste hoogte opgehesen, wat als volgt gebeurt.

De bevestiging van het objectiefglas

Een plankje van twee voet lengte wordt aan de ene kant zo ingesneden, dat het makkelijk kan bewegen in de gleuf. In het midden daarvan wordt een eveneens houten arm bevestigd die tot een lengte van een voet van de mast reikt. Aan het uiteinde daarvan wordt een tweede arm bevestigd van zes voet, die weer in het midden en onder een rechte hoek is vastgemaakt. De beide laatste lopen horizontaal. Deze overdwarse arm draagt de lens op de manier die wij zullen beschrijven, en het geheel wordt opgetrokken door de uiteinden van het plankje vast te maken aan het bovengenoemde koord. Dit koord loopt van de voet van de mast naar de top, gaat dan via de katrol weer naar beneden, en voor het uiteinde de grond raakt wordt het aan het begin vastgemaakt. Aan dit koord is ook een stuk lood bevestigd dat evenveel weegt als de beweegbare armen samen met de lens, en dat op een zodanige plaats is bevestigd dat het de top van de mast bereikt als de lens zich onderaan bevindt. De lens kan zo eenvoudig naar de gewenste hoogte worden opgetrokken en wanneer je het koord dan loslaat blijft hij vanzelf hangen. Het stuk lood eindigt aan beide kanten in de vorm van een spitse kegel, zodat het niet blijft steken achter de driehoeken die, zoals wij zeiden, aan de mast zijn bevestigd.

De grote lens van de telescoop wordt vervolgens op de volgende manier geplaatst en bevestigd. Vooreerst wordt zij in een holle ring of cilinder ingesloten, die van ijzerfolie is gemaakt en vier duim lang is. Aan deze cilinder, of liever aan een tweede cilinder die de net genoemde bevat, wordt aan de buitenkant in de breedte een stokje vastgemaakt van een voet lengte en een dikte van een duim, zodat hij in zijn geheel aan een kant uitsteekt. Dit alles staat op een koperen kogeltje zo groot als een hazelnoot dat aan het stokje vastzit en vrij kan draaien in een daarbij passende holte die onder hem staat, maar zo dat hij er niet uit kan. De holte bestaat uit twee gedeelten die, boven een cilindervormig voetje, worden verbonden en samengedrukt door een schroef, maar zo dat zij het kogeltje niet direct hinderen. Op deze manier wordt de lens, met het stokje daaraan bevestigd, beweeglijk gemaakt. Om te zorgen dat hij gelijkmatig in evenwicht blijft staan wordt voorts onderaan het stokje een gewicht van ongeveer een pond bevestigd, daaraan onbeweeglijk verbonden via een dikke koperdraad van een halve voet. Door deze draad te buigen kan men het gewicht makkelijk zo regelen dat het gemeenschappelijk zwaartepunt van gewicht en lens samenvalt met het middelpunt van het kogeltje. Op deze manier blijft de lens in elke positie die je hem geeft staan en wordt hij door de lichtste aanraking bewogen. Hierin ligt het voornaamste deel van de uitvinding. Na de voet van het kogeltje te hebben ingebracht in een opening in de overdwarse arm die ik boven noemde (er moeten twee of meer van zulke openingen worden aangebracht, zodat de lens zonder problemen naar alle hemelstreken kan worden gericht), wordt aan het uiteinde van het stokje, of de staart, een draad of zeer dun touw vastgebonden. Daarmee wordt de grote lens verbonden met de lens die vlakbij het oog wordt geplaatst. De draad moet derhalve even lang zijn als de lengte die we aan de telescoop willen geven, of liever nog een beetje langer. Wanneer de lens aan de mast is opgehesen zal deze draad wanneer men hem lichtjes met de hand een willekeurige kant op trekt ook de lens bewegen, en hem op deze manier op een willekeurige ster richten. Dat zou zonder dit contragewicht beslist niet mogelijk zijn. Om er verder voor te zorgen dat (wat absoluut noodzakelijk is) het stokje of de staart die wij aan de lens bevestigen parallel is aan de strakgespannen draad, bevestigen wij aan zijn uiteinde een koperen stift van een duim lengte, die ik omlaag buig tot zijn punt even ver onder de stok zit als het centrum van het kogeltje. Pas dan wordt de genoemde draad er aan vastgemaakt. Zoals ik verderop zal uitleggen moeten wij hiervoor een buigzame stift gebruiken.

De bevestiging van de ooglens

Nu moet worden uiteengezet hoe ik de ooglens met de andere laat samenhangen. Dat vergt niet veel woorden, aangezien bijna alles hetzelfde gaat als in de grote lens. Zo wordt hij op dezelfde wijze gevat in een buis of korte cilinder; er wordt een stokje of staart aan bevestigd; en aan dit stokje zit een kogeltje waar het op rust. In plaats daarvan kan men overigens ook een overdwars asje toepassen. Onder het stokje wordt weer een klein gewicht opgehangen, dat als tegenwicht moet dienen. De waarnemer bedient een handvat dat het kogeltje of asje draagt. Het stokje wordt gericht naar de grote, in de hoogte opgestelde lens, vastgebonden aan dezelfde draad die van daar afdaalt. Het is eenvoudig in te zien dat wanneer men daar de hand aanlegt en de draad voorzichtig strak trekt, de beide lenzen onderling parallelle posities in zullen nemen. Het uiteinde van dit stokje is evenwel niet op dezelfde manier aan de draad vastgemaakt als het bovenste stokje, dat de grote lens bestuurt. De draad loopt door een opening en wordt dan opgewonden op een windasje van het soort waarmee de snaren van cithers worden gespannen. Dit windasje is in het midden van het stokje aan de zijkant vastgemaakt. Door er tijdens het waarnemen aan te draaien kan de lengte van de draad worden vergroot of verkleind totdat de tussenruimte tussen beide lenzen precies is afgestemd op het oog van de beschouwer, na deze eerst, wat heel makkelijk is, ruw te hebben ingesteld.

Verder, om ervoor te zorgen dat de waarnemer de dichtstbijzijnde lens onbeweeglijk kan houden, wat absoluut noodzakelijk is, wordt hij uitgerust met een schraag uit een licht, stevig materiaal die staat op twee poten en die in het bovenste gedeelte een overdwarse stang heeft. Hierop kan de waarnemer met beide armen leunen, zowel staand als zittend, terwijl hij met de ene hand, als gezegd, de lens vasthoudt. Deze manier is veel handiger en ook veel gemakkelijker dan wanneer de schraag nog een derde voet heeft en de ooglens op de schraag zelf wordt geplaatst.

Het richten van de kijker naar de hemellichamen 

Om echter 's nachts in het donker een willekeurige ster makkelijk met onze telescoop te vinden gebruiken we het licht van een lantaarn van het type dat inmiddels algemeen bekend is en met een bolle lens of een spiegel zijn licht ver vooruitwerpt. Wanneer wij haar stralen richten op de mast en de lens die daaraan is bevestigd, waar de cirkel die deze bevat zichtbaar is, wordt voor de blik gemakkelijk een positie gevonden waar de ster precies door het midden van de lens wordt bedekt. En als men dan meteen de kleine lens erbij haalt kan men hem door alletwee tegelijk zien. En dit valt zelfs veel sneller uit te voeren dan tot dusverre gedaan wordt met telescopen voorzien van een buis. Zodoende is deze nieuwe manier van waarnemen ook vanuit dien hoofde superieur. Wanneer iemand echter de maan wil waarnemen is de lantaarn niet nodig, omdat de lens kan worden gezien bij het licht van dit hemellichaam zelf. Maar om ervoor te zorgen dat als je een bepaald deel wilt bekijken er vanwege de grootte van de maanschijf geen licht van een ander deel of langs een andere weg dan via de grote lens in het oog valt, moet deze lens worden omgeven met een papieren schijf, iets groter dan de dubbele diameter nodig om de hele maan te bedekken. Als je dat niet doet zullen de schaduwen en de kenmerken die, omdat ze donkerder zijn dan de rest, in de schijf gezien worden, zwakker uitkomen. En daarmee hebben wij de beginselen van onze uit lucht bestaande kijker en het weinig ingewikkelde toebehoor daarvan uiteengezet. Met die draad, als een draad van Ariadne, hebben wij een oplossing gevonden waar die tot dusverre niet gegeven was.

Bouwtekening voor een buisloze kijker

Om hetgeen wij hebben gezegd beter te doen begrijpen voegen wij deze tekening toe.

Klik hierop voor een grotere afbeelding

Hierin is:

   ab: de mast.
   cd: het plankje dat beweegt in de gleuf.
   e: de arm die hieraan onder een rechte hoek is bevestigd.
   ff: het overdwarse stokje waarop de lens wordt geplaatst.
   gg: het koord, dat een gesloten lus vormt.
   h: het stuk lood dat aan het koord bevestigd is.
   a: de katrol bovenin de mast.
   i: de holle cilinder die de voornaamste lens bevat.
   kl: het stokje aan de cilinder.
   m: het koperen kogeltje dat aan het stokje vastzit en dat kan draaien in de onderliggende holte.
   n: het stuk lood aan het stuk koperdraad.
   l: de korte buigzame stift aan het uiteinde van het stokje.
   o: de buis die dient als zetting voor de kleine lens of ooglens.
   p: het stokje aan deze buis bevestigd.
   q: het beweeglijke asje.
   r: het handvat.
   s: het loden bolletje.
   t: het windasje waarop de draad wordt opgewonden.
   u: kruiselings geplaatste stiften die zodoende een opening vormen waar de draad doorheen loopt.
   lu: de dunne zijden draad.
   x: de stelling waar de waarnemer op leunt.
   y: lantaarn.

De driehoeken overal op de mast waarlangs je naar boven kunt klimmen zijn in de figuur weggelaten terwille van de duidelijkheid.

Het uitlijnen van het objectiefglas en het oogglas

Ons rest nu nog enkele zaken wat nauwkeuriger uit te leggen die wellicht bij mensen die het niet zelf hebben ondervonden bedenkingen zouden kunnen geven. In de eerste plaats zouden zij kunnen vrezen dat, aangezien de draad die de twee lenzen verbindt onder zijn gewicht moet doorbuigen, deze kromming, al is hij maar klein, bij deze grote lengte van honderd of tweehonderd voet verhindert dat de lenzen precies parallel worden gezet. En inderdaad, als een zware draad nodig zou zijn zou zijn kromming een ernstig probleem zijn, en dit ongemak zou vrijwel met geen geweld van trekken overwonnen kunnen worden. Evenwel, met de grote lens opgehangen en uitgebalanceerd zoals dat door ons is gedaan, valt deze te richten door heel lichtjes te trekken aan een zijden draad, waarvan het gewicht niet meer is dan een halve drachme per vijftig voet en die toch een gewicht van zeven pond in de lucht houdt alvorens te breken. De kromming heeft daarom geen effect bij deze afstand tussen de lenzen en zelfs niet bij een veel grotere, zelfs al trek je maar met een matige kracht, overeenkomend met een gewicht van twee of drie pond. Vooral omdat meetkundige nauwkeurigheid hier niet wordt vereist, zoals iedereen met ervaring weet.

Het staat immers vast dat naarmate een draad lichter is dan een andere, ook de spanning die nodig is om de ene en de andere in gelijke mate een rechte lijn te doen benaderen in dezelfde verhouding afneemt. In dier voege dat een draad van vijftig voet lang die een ons weegt een kracht van 48 pond vereist waar onze draad, even lang genomen, niet meer dan drie pond nodig heeft. Dit is op zichzelf te duidelijk om het nog met een bewijs te staven. Het komt op precies hetzelfde neer wanneer zestien draden van een halve drachme ieder voor zich een gewicht van drie pond trekken, of wanneer zij samen een draad van een ons vormen en deze een spanning ondergaat van zestien keer drie pond.

Klik hierop voor een grotere afbeelding

Maar de zaken die betrekking hebben op de kromming van de draad kunnen ook uitvoeriger met behulp van meetkundige argumenten en op basis van ondervindingen worden onderzocht. Want een gespannen draad, met een dergelijke geringe kromming, benadert zozeer de vorm van een parabool dat we deze als de ware vorm, zonder afwijking, kunnen aannemen. Bij een lengte van 150 voet vinden wij voor de diepte van onze parabool ongeveer een kwart voet; waarbij wij de draad horizontaal houden onder een spanning van niet meer dan 2½ pond. Zij abc de parabool van de draad, zijn diepte db, en adc natuurlijk een rechte lijn. Voorts, de rechte lijnen ae en cf raken de parabool. Zij ontmoeten ce en af evenwijdig aan db. Door vanuit het punt a langs de rechte ae te kijken hebben hebben wij vastgesteld dat de afstand ce een voet bedroeg, waaruit volgt dat db een kwart voet is. ce is gelijk aan af. Dus de draad cba trekt de lens, geplaatst in c, zodanig dat hij niet gericht is op het oog, geplaatst in a, maar op het punt f. Het oog is dus een afstand van een voet verwijderd van de juiste plaats. Op de genoemde afstand van 150 voet kan dat geen kwaad. De hoek van afwijking cae of acf is namelijk slechts twee vijftiende van een graad, wat geen middel van herstel vereist (dat ik nietemin zal geven). Als we de dubbele afstand gh nemen, dus driehonderd voet, zodat de gekromde draad gbh is, dan zal de grootte van de diepte kb zijn, vier keer zo groot als de eerdere waarde db, maar de hoek van afwijking is slechts twee keer zo groot, namelijk 4/5 deel van een graad. Dit valt eenvoudig in te zien als je de raaklijn gl trekt die samenkomt met de rechte lijn hl. hl is dan namelijk vier keer zo groot als kb of ce. Maar de afstand gh was het dubbele van ac. Derhalve moet de afwijkingshoek hgl twee keer zo groot worden geacht als de eerder gevonden hoek cae.

Deze afwijking van 48 [boog]seconden is nog steeds van geen enkel belang en kan zonder bezwaar worden verwaarloosd. Evenwel, om elke aanleiding voor zwarigheden weg te nemen, zal ik aangeven op wat voor manier je hem kunt corrigeren. En deze correctie is zodanig dat hij meteen ook elke andere afwijking van de lens herstelt.

Daartoe moet meteen in het begin, als wij de grote lens op de genoemde wijze gereedmaken, ook nog het volgende worden gedaan. Te weten, de lens wordt eerst volgens onze voorschriften uitgebalanceerd en neergezet op ooghoogte. Dan nemen wij in de ene hand de draad die aan de staart is vastgemaakt en brengen deze naar het oog; en met de andere houden wij de lantaarn erbij. Wij wijken dan langzaam achteruit, waarbij we de draad steeds verder afrollen, en kijken of in het midden van de lens een dubbel beeld van de vlam verschijnt, namelijk door de weerkaatsing aan zijn beide oppervlakken. Als dat het geval is, ook als de draad helemaal is afgerold of althans zo ver als nodig voor de toekomstige telescoop, geeft dat aan dat de lens absoluut juist op het oog is afgesteld. Als er slechts één weerkaatsing van de vlam zichtbaar is, is de lens minder goed gericht en indien geen van beide, ronduit slecht. Dat valt op de volgende manier te verhelpen. Als je weet naar welke richting de lens afwijkt, moet je de koperen stift die aan het uiteinde van de staart is bevestigd en waaraan de draad vastzit eventjes naar dezelfde kant ombuigen. Daarop probeer je opnieuw, als voorheen, de weerkaatsing van de lantaarn te zien. En dit herhaal je zo vaak tot je het dubbele beeld van het vlammetje ziet samenkomen in een enkel. Je moet zoals wij boven zeiden een matige spanning in de draad gebruiken, overeenkomend met een kracht van twee of drie pond, en je daar zo veel mogelijk aan gewennen. Wanneer de positie van de lens eenmaal op deze manier is gecorrigeerd is hij voor alle waarnemingen juist. Laat niemand hier spijkers op laag water zoeken en tegenwerpen dat de kromming ten gevolge van de zwaarte van de draad bij een schuine stand, wanneer hij naar de sterren is gericht, wat kleiner is dan wanneer hij evenwijdig aan de horizon wordt gespannen. Dat verschil is immers uiterst klein, vooral in een draad die zo licht is; en het wordt, zoals ik al zei, niet vereist dat de parallellie van de lenzen exact is volgens meetkundige wetten.

De invloed van de wind

Een veel grotere hinder wordt veroorzaakt door de wind. Deze doet de draad buigen en drukt hem naar opzij, vooral bij de grote lengtes waarover ik het had. Dit zou een bezwaar kunnen zijn, ware het niet dat de wind ook bij buizen zeer hinderlijk is. Bij een windstoot trillen en wiebelen die tot groot ongemak van de waarnemer. Om die reden heeft men dikwijls de waarnemingen moeten staken. Maar opdat wij deze ongemakken met gelijkmoedigheid dragen, moet men weten dat als het waait haast altijd de doorzichtigheid van de lucht zodanig wordt verstoord, ook al lijkt het helder, dat alleen al hierdoor elk zicht door een telescoop wordt verhinderd. Hetgeen aan geen beoefenaar onbekend kan zijn. Sterker, ook bij rustige en volstrekt heldere hemel, als de sterren fonkelen op hun best, blijken de telescopen soms niet te gebruiken. Dat is het geval wanneer de lucht bezwangerd is met een of andere vochtige damp, die veroorzaakt dat wanneer iemand naar de lichamen van de planeten kijkt een trillende en golvende beweging elke scherpte van het gezicht wegneemt. Wanneer dit gebeurt zou je denken dat het ligt aan de kwaliteit van de lens, ware het niet dat je daarmee al ervaring had opgedaan op andere momenten en bij zuivere hemel. Laat ik terloops waarschuwen dat dezelfde damp niet zelden neerslaat op de grote lens en daardoor de lichtstralen gedeeltelijk tegenhoudt. Dit euvel valt te voorkomen door het glas voorzichtig aan het vuur te warmen.

De zichtbaarheid van het objectiefglas in het donker

Laat ons nu ook zien wat wij zeiden over het beschijnen van deze lens als hij aan de mast is opgehesen. Als hij zeer veraf is, bijvoorbeeld op een afstand van tweehonderd voet of meer, schijnt hij nauwelijks voldoende licht te ontvangen om door de waarnemer te kunnen worden gezien, ook als de lantaarn volgens onze aanwijzingen wordt uitgerust met een bol glas. Maar het is mogelijk er meer licht op te werpen, het zij door de lampepit van de lantaarn zelf te vergroten, hetzij door een grotere lens te gebruiken met een kleinere kromming die het doorvallende licht, ook al ontvangt hij er evenveel van, minder verstrooit en dus verder van zich afwerpt.

Wat dit aangaat hoef je dus volstrekt geen rekening te houden met de lengte van de telescoop, maar kun je iedere lengte gebruiken met evenveel gemak. De meerdere of mindere hoogte van de mast maakt echter wel een verschil. Om deze te bereiden staan verschillende wegen open. Wij kunnen immers, als een mast is opgericht, met hulp daarvan een tweede, dubbel zo groot, ernaast plaatsen en meteen verstevigen door de twee met overdwarse krammen aan elkaar te hechten. En een samenvoeging van deze aard zal het sterkst zijn als twee lagere masten met een derde van dubbele lengte met een tussenruimte van twee of drie voet in een driehoek worden gerangschikt en zoals ik zei worden vastgebonden. Op deze manier hebben we met gemak een hoogte van honderd voet bereikt. Er vallen zelf nog veel grotere te bereiken, ofwel door een sterkere onderbouwing van masten en balken te gebruiken, ofwel door het onderste hout te steunen tegen een toren of de hoek van een groot gebouw. Natuurlijk zo dat er niets in de weg zit om de voornaamste lens, die zoals wij zeiden langs een doorlopende gleuf naar boven gaat, van beneden naar boven te hijsen. Het is ook mogelijk een mast op te richten bovenop een toren of een huis, waar dan degene zich moet bevinden aan wie de zorg voor het koord om de lens mee op te hijsen of te laten zakken is toevertrouwd.

De kijkers van Giuseppe Campani 

Laat niemand denken dat wij ons zo druk maken om deze dingen vanwege een overijlde en overbodige zorg, omdat het niet waarschijnlijk zou zijn dat zulke hoogtes vereist zouden zijn. Nota bene terwijl ik dit schrijf verneem ik uit een brief van Cassini dat door Giuseppe Campani te Rome vier voortreffelijke lenzen zijn vervaardigd en aan de grote koning van Frankrijk zijn gezonden, waarvan de grootste bestemd is voor een telescoop van honderdveertig voet. Hoewel zij nog niet gebruikt zijn voor hemelwaarneming, zijn zij in de tussentijd ongetwijfeld aan een onderzoek onderworpen in verduisterde zalen en lange galerijen. Nu echter, door deze uitvinding van ons, kunnen zowel deze lenzen als ook wanneer er andere voor de dag komen die deze lengte nog overtreffen, hun nut bewijzen.

De verdere ontwikkeling van de kijker

Als wij bedenken op welke manieren anderen hebben geprobeerd de doelmatigheid van telescopen te verbeteren, dan lijkt het wel alsof wij met gemak zijn geslaagd in iets wat zij tevergeefs hebben gezocht. Of ze dit nu hebben geprobeerd met een elliptische of hyperbolische vorm van de lenzen, zoals Descartes, of met holle spiegels, zoals Newton, of op nog een willekeurige andere manier, het komt er steeds op neer dat ze de waargenomen objecten sterk hebben willen vergroten met kortere telescopen die met weinig moeite zijn te gebruiken. Want aan een nauwkeurige en nauwgezette vormgeving van de oppervlakken valt niet te ontkomen, en evenmin aan de grootte van de lenzen of spiegels. Immers, wat we ook hebben verzonnen wordt onvermijdelijk nutteloos door een te grote duisterheid, als de openingen waardoor het licht eerst binnentreedt niet in de mate van de vergroting van het waargenomen object groter worden gemaakt. Wij echter hebben deze lengtes niet verkleind, maar hebben bereikt dat ze niet meer hinderlijk zijn, wat vrijwel op hetzelfde neerkomt.

Als iemand wil weten hoe ver naar mijn inschatting de telescopen nog verder verlengd kunnen worden en inhoeverre dat de moeite waard is, en of we door telescopen te maken van een lengte boven het formaat van degene die ik zoeven noemde, wij mogen hopen nog tien keer dichter tot de maan en de andere sterren te naderen, dan we zijn gekomen met telescopen van dertig voet; waarmee wij op die weg 149 delen hebben afgelegd waarbij niet meer dan een deel rest; dan antwoord ik dat ik de kunst geen vooraf bepaalde grenzen kan voorschrijven, maar dat het genoemde doel met de grootste menselijke inspanning nog niet bereikt kan worden. Nog veel minder zal het gebeuren, hoewel sommigen die hoop nog niet hebben opgegeven, dat wij de maan en de overige planeten als van nabij beschouwen en met eigen ogen kunnen zien of ze bewoond worden door gedierte of dat ze niets bevatten dan uitgestrekte verlatenheden. Want in de eerste plaats, ik weet hoezeer bij het klaarmaken van de lenzen de moeilijkheden toenemen met de grootte van het te vormen oppervlak, en ook om een stuk glas te vinden dat vrij is van de onzuiverheden die in het bijzonder de struikelblokken van dit werk vormen. Immers, hoe meer de buitenste stralen worden verzameld, hoe meer deze onzuiverheden noodzakelijk aan de dag treden. Het staat bovendien vast dat ook al zou dit niets uitmaken, de waargenomen objecten slechts worden vergroot in verhouding tot de diameters van de openingen van de buitenste lens. Welke diameters niet in gelijke mate groter worden als de telescopen, maar, voor zover ik zie, evenredig aan iets minder dan de helft van de lengte. Zo dat wanneer een opening van drie duim is gegeven in een telescoop van dertig voet lang, ongeveer wat de ervaring toestaat, de opening voor een telescoop van driehonderd voet niet groter zal zijn dan negen en een halve duim. Derhalve zal in deze reusachtige telescoop alles nauwelijks drie keer groter verschijnen dan in die van dertig voet. Als de vergroting met een factor tien moet worden vermeerderd zal een lengte van drieduizend voet nodig zijn. Dat dit met geen mensenmogelijkheid valt te verwerkelijken, al was het maar vanwege de hoogte, is duidelijk.

Tot de lezer [laatste toevoegingen]

Onze nieuwe Astroscopia leek in alle opzichten voltooid en compleet. Het werk was gedrukt, zij het nog niet uitgegeven. Maar toen ik de zaak nog eens overdacht kwamen, zoals dat gaat, nog een paar dingen bij mij op waardoor het instrument viel te verbeteren en het bedieningsgemak te vergroten. Het leek mij nuttig om dat hier nog in te lassen bij wijze van toegift. Daarbij past echter wel het advies om deze dingen, aangezien ze later zijn gevonden, ook als laatste te lezen, na kennis te hebben genomen van de rest van de beschrijving en de tekening.

Vanaf het moment dat mensen die weinig geoefend waren in telescopische waarnemingen met onze uitvinding de planeten kwamen bekijken, bleken zij in de praktijk moeite te hebben om het gezichtsveld te vinden waarin de ster zich bevond. Hetzelfde was eerder voorgekomen bij de lange kijkers met buizen, als daar iemand doorheen wilde kijken. Wat we in dat geval echter deden was dat we de kijker stil hielden nadat ik de ster gevonden had en dat zo iemand dan op het aangegeven moment alleen zijn oog naar de kijker bracht. Dat konden we nu niet op dezelfde manier doen, aangezien de ooglens niet met een vast steunpunt verbonden was. Dus moesten wij ook hier een manier verzinnen om te zorgen dat de ooglens op zijn plaats bleef. Daarin zijn wij geslaagd met behulp van een klein apparaat, dat wordt bevestigd aan de tweepotige schraag uit de beschrijving, zoals dat in de toegevoegde figuur valt te zien.

Klik hierop voor een grotere afbeelding

Het overdwarse deel bovenin de schraag is aa. bb is een scharnierende ruit van koper, waarvan twee zijden zijn verlengd tot twee keer hun lengte. De lengte van de zijden is 5½ duim, de breedte iets meer dan een halve duim, hun dikte een tiende duim. Deze ruit wordt in het midden aan de dwarsbalk bevestigd met een ijzeren schroef f. Daaronder bevindt zich een koperen of ijzeren onderdeel g, en bovendien een dun koperen schijfje dat enigszins convex is en door welks druk de beweging en het opengaan van de ruit langzaam en gelijkmatig verlopen. Uit zijn bovenste hoek steekt een as of stutje c naar voren, loodrecht op de ruit met een lengte van anderhalve voet. Aan de top daarvan zit weer een ander beweeglijk metalen plaatje vast, vier duim lang en een have duim breed. Dit is hier niet te zien omdat het wordt verborgen door de even lange houten greep d waaraan het is vastgemaakt. Aan deze greep, die vlak is en aan de voorkant een gleuf heeft, wordt tenslotte een tweede, koperen, plaatje e vastgemaakt, die boven het beweeglijke asje een stokje ondersteunt waaraan de ooglens in zijn cilinder is vastgemaakt. Om er voor te zorgen dat de ruit met het daaropstaande gewicht op de as f steeds in evenwicht blijft, worden aan de uiteinden van de verlengde zijden de even grote gewichten hh aangebracht, zo zwaar als wordt vereist.

Als dit zo is uitgevoerd zal de ooglens, waarheen hij ook maar door de hand van de waarnemer met behulp van de greep d, die steeds omlaag wijst, wordt gevoerd, daar vanzelf blijven staan. Zo kan wanneer iemand een ster gevonden heeft een minder ervaren waarnemer eenvoudig de plaats van de eerste innemen en hetzelfde schouwspel genieten. De draad die de beide lenzen verbindt zorgt er namelijk voor dat de schraag, die enigszins overhangt naar de waarnemer, in dezelfde stand blijft staan, ook al staat hij maar op twee poten. Tegelijkertijd wordt door het gewicht van de schraag, en de dingen die er volgens wat ik zei op zijn aangebracht, de draad gespannen. Zodat je in deze zaak niets kunt wensen dat geschikter of gemakkelijker is.

De hoogte van de schraag is vier voet en negen duim. Zijn gewicht is 2¾ pond. Het gewicht van de ooglens met buis en stokje is een half pond. Dat van de ruit met de gewichten hh is 2¼ pond. Hetgeen ik daarom opschrijf opdat onze constructie, die zich in de praktijk heeft bewezen, des te makkelijker door iemand anders kan worden nagebouwd.

Wij voegen nu nog iets anders toe, wat onze manier van waarnemen nog volmaakter maakt. Weliswaar schaadt het in het algemeen niet wanneer dit wordt veronachtzaamd, maar voor de oplettende beschouwer van de sterren valt dit toch geenszins gering te schatten. Want toen ik de cassiniaanse begeleiders van Saturnus zocht en, vooral in niet erg donkere nachten, moeite had om ze te vinden, begreep ik dat de oorzaak lag in een vage lichtschijn, die van de lucht naar het oog stroomde; een schijnsel dat niet door de grote lens valt, maar daar rondomheen voorbijstroomt. Ik begreep dat het enigszins zou helpen om dit ongewenste licht buiten te sluiten als ik de papieren schijf die ik gebruikte bij het waarnemen van de maan ook in dit geval om de grote lens zou aanbrengen. Maar toen ik daarmee bezig was viel mij een ander en werkzamer middel in dat samen met het eerste moet worden aangewend. Namelijk, door een doorboord schijfje voor de pupil van het oog te zetten zorg ik dat deze wordt samengeknepen, terwijl hij normaal gesproken in de duisternis wijd open pleegt te staan. Ik heb terstond de proef op de som genomen en de drie maantjes van Saturnus duidelijk gezien. Terwijl toen ik het kleine gaatje verwijderde alleen de middelste (mijn eigen maan) zichtbaar was. Omdat het echter als de pupil zo is samengeknepen minder makkelijk is om een bepaalde ster te vinden dan wanneer hij helemaal openstaat, heb ik dit doorboorde schijfje, een halve duim breed, door middel van een klein beweeglijk armpje, qua vorm gelijk aan de Griekse letter lambda en in de figuur aangegeven met de letter k, vastgemaakt aan de bodem van het buisje. De opening in de bodem, waardoor je door de lens kijkt, is wijder is dan het gaatje. Met behulp van deze constructie trek je pas wanneer je de ster door deze opening hebt gevonden, het andere nauwere gaatje daaroverheen.

Wellicht dat iemand van mening is dat door deze samentrekking van het oog het beeld niet weinig verduisterd wordt. Het staat evenwel vast dat als de middellijn van het kleine gaatje dezelfde verhouding heeft tot de middellijn van de opening van de grote lens als de beide brandpuntafstanden onderling hebben, de dingen absoluut niet duisterder door de telescoop worden waargenomen dan als het oog open staat en vrij wordt gelaten. Maar het is beter om in plaats van zo'n minieme middellijn te nemen deze te verdubbelen, of zelfs nog iets groter te nemen. Daardoor is het minder moeilijk om de dingen die je wilt bekijken op te sporen, terwijl een ster die je eenmaal gevonden hebt ook niet, door de dagelijkse omwenteling van de aarde, al te snel weer uit beeld verdwijnt. In onze telescoop van 34 voet lang heeft het gaatje een middellijn van ongeveer een zestiende duim. Het bevindt zich op ongeveer twee en een halve duim van de ooglens, dat is precies de brandpuntsafstand. Daar moet zorgvuldig op worden gelet, omdat het anders niet mogelijk is om binnen het blikveld als gebruikelijk een groot gebied te bevatten. Door een, in onze figuur niet zichtbare, kromming in de deltavormige arm wordt het doorboorde plaatje eenvoudig zo ver als nodig is bijgesteld. In onze kijker staat het op een halve duim van de bodem van het buisje.

Voorts, de schijf die de grote lens omgeeft moet een diameter hebben van ongeveer een vijfenveertigste deel van de lengte van de telescoop. Omdat deze schijf een obstakel vormde dat het vinden van een ster noodzakelijk wat moest belemmeren, bleek het nuttig om aan het stokje of de staart van de ooglens een stift m te bevestigen, loodrecht naar boven wijzend, waarvan de punt zoveel boven de as van de lens uitsteekt als de halve diameter van deze schijf. Dat zorgt er immers voor dat als wij het oog eerst zodanig plaatsen dat de rechte lijn volgens welke wij de ster zien loopt over de bovenkant van de rand van de schijf; en vervolgens, als we de greep d hebben beetgepakt, de ooglens met het staafje dat eraan vastzit bewegen totdat op deze rechte lijn het uiteinde van de stift m staat; dat dan, zeg ik, als we vervolgens ons oog voor het oogbuisje brengen, deze ster door de telescoop zichtbaar zal zijn, of dat dat in elk geval niet veel zal schelen. Maar door ervaring en oefening wordt dit een routine, net als alle andere dingen die bij deze manier van waarnemen komen kijken.


Keer terug naar het begin van de pagina Keer terug naar het begin