去年的10月20日募捐活動結束之後，大炮俱樂部的主席就給劍橋天文台撥了幾筆錢，用來建造一架巨大的光學儀器。這個儀器，無論是折射望遠鏡還是反射望遠鏡，它的功率非常大以至於能夠看清楚月球表麵九英尺大的物體。
折射望遠鏡和反射望遠鏡之間有著一個很重要的區別，回過頭來說一下這個區別也並非沒有意義。折射望遠鏡由一個鏡筒組成，這個鏡筒的上端有一個被稱作物鏡的凸透鏡，下端有一個名為目鏡的透鏡，觀測者的眼睛貼著目鏡觀看。發光體發出的光線穿過第一個凸透鏡，通過折射，在焦點（即光線經過折射後會聚成的那個點）上形成了一個倒像。人們通過目鏡來觀看這個物像，目鏡像放大鏡一樣把它準確地放大。就是說，折射望遠鏡的鏡筒的每一端分別由物鏡和目鏡封住。
相反，反射望遠鏡鏡筒的上端是敞開的。被觀測物體發出的光線直接進入鏡筒上端，然後照在一麵金屬凹麵鏡上，也就是會聚透鏡。光線從那裏反射到一麵小鏡子上，再由小鏡子反射到把物象放大的目鏡上。
在折射望遠鏡裏，起主要作用的是折射。而在反射望遠鏡裏，則是反射。據此，前者則被稱為“折射望遠鏡”，而後者則被稱為“反射望遠鏡”。造物鏡是製造這兩個化學儀器的唯一難點所在，即凸透鏡或金屬凹麵鏡。
不過，早在大炮俱樂部還在試驗的時候，這些儀器已經非常精密，並有很好的觀測效果。伽利略用他那架可憐的最多能放大七倍的望遠鏡觀測天體的時代，早已過去了。自16世紀以來，光學儀器大幅度地不斷加大、加長，讓人們了解到恒星世界裏的很多奧秘。在當時使用的折射望遠鏡裏，有俄羅斯的普勒科瓦天文台望遠鏡，它的物鏡長十五英寸，寬約三十八厘米，那時候它就會八萬盧布，合三十二萬法郎。法國光學家勒爾布爾的望遠鏡也配備有和前者差不多大的物鏡，最後還有劍橋天文台的望遠鏡，它裏麵配有一個直徑為十九英寸的物鏡。
在反射望遠鏡裏，我們知道的有兩架功率強大、體型巨大的望遠鏡。第一架由赫顯爾製造，長三十六英尺，並配有一個寬四英尺半的反射鏡。它的放大倍數為六千倍。第二架在愛爾蘭比勒卡斯爾的帕森斯頓公園拔地而起，是羅爾勳爵製造的。它的鏡筒長四十八英尺，反光鏡寬六英尺（約一點九三米。我們經常聽人說起還有更長的望遠鏡，其中有一架焦距達三百英尺，是巴黎天文台的多米尼克·卡西尼精心製造的。但是需要指出的是這些望遠鏡都沒有鏡筒。它們的物鏡是用吊杆懸掛在空中，而觀測者本人則手裏拿著目鏡，盡可能準確地站到物鏡的焦點上。想都想得到，這些儀器當時使用起來是多麼的不方便，要對準在那種條件下放置的兩個透鏡的中心是多麼的困難）。它可以把物體放大六千四百倍，要放置這架重達兩萬八千磅的望遠鏡的那些操作儀器，要有一間巨大的房子才行。
然而，所有人都發現了，雖然這些望遠鏡體型巨大，但它們的放大倍率也不超過六千倍。可一架能放大六千倍的望遠鏡隻能把距月球的距離縮減到三十九英裏，這樣隻能觀測到直徑為六十英尺的物體，除非物體本身非常長。
但這此的情況非同一般，放到太空的卻是一枚寬九英尺、長十五英尺的炮彈。這樣至少得把距月球的距離縮短到五英裏，要達到這個要求，就得製造出放大率為四萬八千倍的望遠鏡。
這就是劍橋天文台麵臨的難題。資金方麵，天文台完全足夠，剩下的隻是物質方麵的困難。首先，必須在反射望遠鏡和折射望遠鏡中選擇一種。
坦白地說，折射望遠鏡要好一些。同樣的物鏡，就可以放大得更多，因為光線穿過凸鏡時會被吸收，穿過金屬反光鏡時會被反射，而前者導致的損失要比後者小。不過，凸透鏡的厚度有限，因為要是太厚了，光線就無法穿透。而且，要製造這樣巨大的透鏡是極為困難，而且通常要用長達好幾年的時間。
然而，雖然折射望遠鏡在觀測月球這個反光體時有很大的優勢，即物體圖像在折射望遠鏡顯得更亮些，人們隻好選擇反射望遠鏡，因為它的製造可以在較短時間內完成，而且它可以增加放大倍數。隻是，在穿過大氣層時，光線會被減少很多，所以大炮俱樂部決定把儀器安裝在美國最高的山上，這樣可以減少空氣層的厚度。前麵已經說過，反射望遠鏡有一個目鏡，亦即放在觀測者眼睛下麵的放大鏡，是用來製造放大倍數的，還有一種是支持倍數最多的那種直徑最大、焦距最長的物鏡。如果要把放大倍數增加到四萬八千倍，必須大大超越赫顯耳和羅爾勳爵的物鏡。困難就在這裏，因為鑄造這些反光鏡是一項非常精細的工程。早此年前，法國科學院的一位科學家萊昂·富科發明了一種方法，他用鍍銀的反光鏡代替金屬的，這樣來製造物鏡就很簡單快捷。隻要先澆鑄所需尺寸大小的一塊玻璃，然後再鍍銀。這種方法取得了顯著的效果，所以這次物鏡製造便采用了此種方法。