A astronomia tem por base uma única fonte de informação: a luz. Não somos capazes tocar, ouvir, cheirar ou interagir com corpos celestes distantes, mas podemos vê-los. Por muito tempo, todo nosso conhecimento sobre os céus era limitado àquilo que nossos olhos eram capazes de enxergar. Chegou um momento no qual novos instrumentos precisaram ser criados para ampliar esta capacidade: os telescópios.
Em 1609, o italiano Galileu Galilei deu o primeiro passo. Baseando-se num modelo de um instrumento holandês que ampliava a imagem dos objetos, construiu seu próprio telescópio e foi o primeiro a utilizá-lo para a observação do céu. A luneta de Galileu, também chamada de telescópio refrator, consistia em duas lentes colocadas em duas extremidades de um tubo. As lentes são do tipo convergente, capazes de produzir imagens aumentadas. Uma delas, a objetiva, capta a luz, enquanto a outra, a ocular, a adapta para o olho humano.
Os telescópios refratores possuem, porém, alguns incômodos. Um deles é a aberração cromática: nem todos os tipos de luz refratam da mesma forma, fazendo a imagem ficar mal focalizada. O outro é que precisam ser muito grandes se quisermos maiores ampliações. Deste modo, foram surgindo novos modelos que utilizavam espelhos no lugar da lente objetiva, reduzindo o tamanho final do instrumento. São os telescópios de reflexão. O primeiro deles foi o de Newton, no qual a luz incidia sobre um espelho côncavo e depois sobre um espelho plano em diagonal, responsável por levar a luz até a lente ocular, como se ilustra abaixo.
Depois vieram modelos que dispensavam o espelho em diagonal. O de Cassegrain o substituiu por um espelho convexo enquanto o de Maksutov, ilustrado abaixo, também utilizava esse espelho, mas integrado a uma lente que corrigia as aberrações acromáticas.
O desenvolvimento da astronomia tem trazido a necessidade de telescópios cada vez mais eficientes, a qual vem se encontrando com muitas limitações. Uma delas é o tamanho: espelhos muito grandes podem se deformar com o próprio peso. Para solucionar isto, instrumentos maiores estão sendo feitos utilizando-se vários espelhos hexagonais que se comportem como um só maior. A grande promessa nesse sentido é o European Extra Large Telescope (E-ELT), ou Telescópio Extra Grande Europeu, cujo diâmetro será de 42 metros, tornando-o capaz de um poder de aumento no nível de galáxias muito distantes.
Outra limitação, inerente à própria observação astronômica na Terra, é a atmosfera, a qual desvia a posição dos objetos vistos no céu, distorce suas imagens, além bloquear uma boa faixa do espectro eletromagnético. Os dois primeiros efeitos são minimizados construindo-se telescópios em lugares mais elevados e/ou de atmosfera menos densa, como o deserto do Atacama no Chile. Mas para vencer completamente o efeito atmosférico, foi necessário unir a observação do espaço com a tecnologia de exploração deste. Em outras palavras, surgiram os telescópios espaciais, capazes de captar freqüências de luz que seriam barradas na atmosfera, abrindo possibilidade para imagens mais completas dos objetos observados. Um dos mais conhecidos é o Hubble, o qual nos forneceu muitas das belas imagens que temos de corpos celestes.
