Благодаря работе с линзами Гюйгенс расширил свои представления о диоптрике: иногда практика дает результаты, недоступные при изучении сухой теории. Среди них особого упоминания стоит удачная комбинация линз — окуляр Гюйгенса (см. рисунок 17), состоящий из двух линз, расположенных таким образом, чтобы расширить поле зрения, уменьшить аберрации и пятна, вызванные пузырьками или неровностями материала.
В марте 1655 года, через год усиленной работы, Константин и Христиан закончили собирать свой первый телескоп. Он имел 4 м в длину и увеличивал предметы в 43 раза. Гюйгенс впервые воспользовался устройством прямо на чердаке собственного дома. Когда наступила ночь, он распахнул деревянные ставни, разместил телескоп на подставке (скорее всего, ее роль выполняла обычная лестница) и направил прибор в небо. В XVII веке астрономам не приходилось покидать для наблюдений города, ведь светового загрязнения не было — улицы Гааги еще не освещались фонарями, фарами машин или неоновыми вывесками, которые могли бы встать между Гюйгенсом и Вселенной.
Сначала Христиан рассмотрел самое близкое к нам небесное тело, Луну. Затем, вдохновленный свершениями Галилея, в поисках новых спутников он направил свой взор на Марс и Венеру. Его первый рисунок Сатурна, дошедший до наших дней, датируется 25 марта 1655 года. В тот вечер он заметил рядом с планетой яркую точку. Ночь за ночью он следил за ней, и 16 дней спустя точка вернулась на свое место: это был спутник, завершивший оборот по орбите. Удача была на стороне
Христиан Гюйгенс ни разу не использовал название Титан для обозначения открытого им спутника Сатурна — это имя дал небесному телу английский астроном Джон Гершель (1792-1871). Титан оказался таким же загадочным, как и планета, вокруг которой он вращался. Из-за навязчивой идеи поиска жизни в космосе спутники долгое время считались второстепенными небесными телами. Однако после того как было обнаружено, что на Титане самая плотная атмосфера в Солнечной системе после Земли, воображение астрономов разыгралось. Некоторые даже называли спутник «планетой в маске». Писатели-фантасты Айзек Азимов, Роберт Хайнлайн, Филип Дик, Курт Воннегут, Артур Кларк и Станислав Лем населили самый большой спутник Сатурна роботами и чудищами-инопланетянами. В реальности же, согласно данным, полученным с помощью космических зондов, все гораздо более прозаично, но не менее захватывающе. Помимо Земли, Титан — единственное небесное тело в Солнечной системе, на поверхности которого присутствуют массы воды, озера и долины с реками, в которых, правда, течет не вода, а жидкий углеводород. Метан и этан меняют свое состояние, испаряются, конденсируются в облака и опять выпадают на поверхность в виде дождя. Спустя семь лет космического полета, 25 декабря 2004 года, от зонда «Кассини» отделился аппарат с автоматической станцией «Гюйгенс». А 14 января он коснулся Титана, став, таким образом, первым плодом человеческих рук, достигнувшим такого удаленного от Земли места.
Карта Титана, состоящая из фотографий, сделанных космическим кораблем «Кассини» в 2009 году.
Гюйгенса: он проводил свои наблюдения в тот момент, когда кольцо Сатурна практически исчезло и не затмевало своим блеском область вокруг планеты.
Первые восемь спутников Сатурна были открыты в подобные периоды, когда кольца видны с ребра, то есть их широкая поверхность не отражает свет Солнца и не направляет его к Земле. Это кратковременное явление наблюдается один раз в 14 лет.
Но не все можно объяснить простой удачей. Когда Гюйгенс был еще подростком, другие астрономы видели рядом с Сатурном эту же яркую точку, но принимали ее за звезду. Гюйгенс же настойчиво следил за траекторией небесного тела вокруг планеты (за 4 года он зарегистрировал 68 циклов) и точно зафиксировал длительность периода его обращения. Впоследствии спутник был назван Титаном. Юный Христиан при помощи своего телескопа сделал самое крупное астрономическое открытие после Галилея.
В июне он отправил нескольким избранным, с которыми состоял в переписке, стих из «Фастов» Овидия, к которому добавил несколько букв: «Admovere oculis distantia sidera nostris vvvvvvv ccc rr hnbqx» («Наш взгляд приблизился к далеким звездам»). Те, кому пришло бы в голову переставить буквы, получили бы менее поэтичную по форме, но не менее интересную по содержанию фразу: Saturno luna sua circunducitur diebus sexdecim horis quatuor («Спутник Сатурна обращается вокруг себя за 16 дней и четыре часа»). Гюйгенс сообщил разгадку этого шифра спустя почти год.