เวลาเรานึกถึงกล้องดูดาวเรามักจะนึกไปถึงกล้องดูดาวที่จับพลังงานของคลื่นที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า คือ Visible light หรือ Optical Telescope เท่านั้น เพราะมันเป็นกล้องที่เราใช้ดูดาวกันมาแต่เริ่มแรก แต่ที่จริงแล้วหากกล่าวถึงกล้องดูดาว หรือ telescope เรามักจะรวมไปถึงกล้องทุกแบบ ที่ดูดาวได้ในทุกช่วงคลื่นความถี่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทั้งหมด

กาลิเลโอ กาลิเลอี เป็นผู้สร้างกล้องดูดาว แบบหักเหแสงหรือ Refracting Telescope ขึ้นเป็นครั้งแรกเมื่อคริสตทศวรรษที่ ๑๕๗๐ การทำงานของกล้องก็ไม่ซับซ้อน มีเพียงเลนส์เว้าหนึ่งตัวและเลนส์โค้งหนึ่งตัว ตัวกระบอกของกล้องก็ทำหน้าที่เป็นตัวเก็บแสงไปด้วย ตัวเลนส์ก็หักเหให้แสงมารวมกัน จนดูเหมือนภาพมีขนาดใหญ่ขึ้น ๓ หรือ ๔ เท่าตัว มาถึงปี คศ ๑๖๐๙ กาลิเลโอก็ได้ปรับปรุงกล้องให้มีกำลังขยายขึ้นได้ ๒๐ เท่า จนสามารถมองเห็นรายละเอียดของภูเขาและหุบเขาบนดวงจันทร์ และได้ค้นพบดวงจันทร์ของดาวพฤหัสถึง ๔ ดวง แต่เลนส์กระจกของกาลิเลโอ ไม่สู้จะชัดเจนแจ่มแจ๋วเพียงไรนัก เพราะยังไม่สามารถขจัดฟองอากาศเล็กๆ ภายในเนื้อแก้วได้ แถมยังออกสีเขียวๆเนื่องจากเนื้อแก้วในสมัยนั้นยังไม่สู้จะบริสุทธิ์เท่าไรนัก มักจะมีเหล็กเจือปนมาด้วยและเทคนิดการฝนเลนส์ที่เพิ่งจะเริ่มต้น ก็ยังทำให้ขอบของภาพมัวๆไม่ชัดเจนดีนัก

Refracting Telescope ที่ใช้เลนส์เบนลำแสงมาเป็นภาพที่ดูใหญ่ขึ้น (แหล่งข้อมูล 1)

กล้องดูดาวแบบเบนแสงให้มารวมกันที่จุดโฟกัสจะเพิ่มกำลังขยายก็ด้วยการเพิ่มระยะห่างของเลนส์จากกันเท่านั้น จึงทำให้ตัวกล้องต้องยาวเพิ่มไปเรื่อยๆ แต่เมื่อกล้องยาวเกิน ๑๔๐ ฟุตไปแล้ว ก็กลับไร้ประโยชน์ไป เพราะเป็นการยากที่จะรักษาลำกล้องให้ตรง เพื่อตามเก็บลำแสงที่เดินทางเป็นเส้นตรงได้ และกล้องที่ยาวขนาดนี้เลนส์ก็ต้องใหญ่เพิ่มขึ้นไปตามส่วน แต่เมื่อเส้นผ่าศูนย์กลางของเลนส์เกินหนึ่งเมตรไปแล้ว มันก็จะหนักมากจนนำ้หนักของมันเอง จะถ่วงเนื้อกระจกลงมาตามแรงดึงดูดของโลก นานเข้าเลนส์ก็จะบิดเบี้ยวไปจนใช้การไม่ได้

กล้องดูดาวยาว ๑๕๐ ฟุต โดย โจฮาน เฮเวเลียส จาก Royal Astronomical Society, London) (แหล่งข้อมูล 1)

และกล้องแบบหักเหแสงหรือ Refracting Telescope นี้ ก็ยังมีปัญหาที่แก้ไม่ตกอีกประการหนึ่ง ก็คือ ปัญหาการเกิดวงสีรุ้งตามขอบรอบภาพของดวงดาว ซึ่งเรียกว่า Chromatic aberration

การเกิด Chromatic aberration ในกล้องแบบหักเหแสง เนื่องจากคลื่นแสงที่มีความถี่ต่างกัน มีคุณสมบัติที่หักเหไม่เท่ากันเมื่อผ่านตัวกลาง ภาพโดย Dr Nick Strobel (แหล่งข้อมูล 3)

นิวตันได้อธิบายปรากฏการณ์การเกิดขอบสีรุ้งนี้ได้ในปี คศ ๑๖๗๒ ว่า แสงสีขาวแท้จริงแล้วเป็นส่วนผสมของหลายๆสี แต่ละสีก็มีมุมหักเหไม่เหมือนกัน เมื่อผ่านตัวกลางคือเลนส์ก็หักเหออกมาไม่เท่ากัน เมื่อต้นแสงเป็นดาว เช่น ดาวเคราะห์วงกลม แสงที่ผ่านเลนส์ถูกหักเหออกมาเป็นวงกลมที่มีขนาดไม่เท่ากัน จะเหลื่อมลำ้กันตรงขอบ จึงทำให้ภาพดาวนั้นปรากฏเป็นวงกลม ที่เป็นสีขาวตรงกลาง แต่จะมีวงสีรุ้งล้อมรอบเป็นขอบนอกอยู่

ในปี คศ ๑๖๗๑ ไอแซค นิวตัน ได้ประดิษฐ์กล้องดูดาวแบบสะท้อนแสง (Reflecting Telescope) โดยใช้กระจกหน้าเว้ามารับแสง แล้วสะท้อนกลับมาโฟกัสภายในลำกล้อง จึงสามารถลดความยาวของลำกล้องได้อย่างมาก และยังแก้ปัญหาการเกิดขอบสีรุ้ง รอบภาพดวงดาวได้อีกด้วย

Reflecting Telescope (แหล่งข้อมูล 1)

หลังจากที่เซอร์นิวตันเสียชีวิตลงกล้องแบบสะท้อนแสงก็ได้รับความนิยมแพร่หลายในวงการดาราศาสตร์ทั่วโลก ตั้งแต่ปี คศ ๑๗๓๐ มาจนปัจจุบัน และกล้องแบบนี้ก็ยังใช้ได้ดีกับการรับคลื่นแสงอุลตร้าไวโอเล็ตด้วย แม้แต่กล้องดูดาวฮับเบิลอันลือชื่อ ก็ยังใช้ดีไซน์แบบนี้เช่นกัน