Гелиостат — прибор, способный поворачивать зеркало так, чтобы направлять солнечные лучи постоянно в одном направлении, несмотря на видимое суточное движение Солнца. Гелиостаты использовались в солнечных телескопах, но были вытеснены более простым целостатом.
Усовершенствованный прибор, использующийся для наблюдения за другими небесными светилами, помимо солнца, назывался сидеростат (лат. sideris — родительный падеж от лат. sidus — «небесное светило, звезда» и др.-греч. στατός — «стоячий, неподвижный»). Простейшие сидеростаты применялись уже в XVII веке. С XVIII века для вращения зеркала использовался часовой механизм.[1]
Для многих опытов по оптике в прошлом необходимо было пропускать пучок лучей солнечного света, отраженный от зеркала, через ряд приборов, тщательно установленных один за другим на горизонтальном столе или скамейке. Но Солнце имеет кажущееся непрерывное движение, описывая во время своего видимого суточного обращения около оси мира РР' (см. рисунок 1) один из малых кругов небесной сферы.
В дни весеннего и осеннего равноденствия круг этот совпадает с небесным экватором ВВ', вследствие чего конус, описываемый лучом, обращается в плоскость. Напротив того, летом и зимой, во время солнцестояний, круги эти АА' и СС' будут наименьшими, а конусы, описываемые лучами, наиболее острыми. Сообразно такому движению солнечного луча во время суточного движения этого светила, устраивали «гелиостаты» — приборы, в которых часовой механизм так поворачивает зеркало, что отраженный от него луч долгое время сохраняет полученное им первоначальное направление.
Первый гелиостат был устроен, по Поггендорфу, в середине XVII столетия членом флорентийской академии «del Cimento» Борелли, по поводу опытов над скоростью распространения света, предпринятых этой академией.
Самый простой по идее гелиостат был устроен Фаренгейтом в первой четверти XVIII столетия. В нём часовой механизм поворачивал зеркало около оси, установленной параллельно оси мира, со скоростью одного оборота в сутки. Если зеркало так наклонено к оси вращения, что луч солнца отражался параллельно этой оси, когда гелиостат пущен в ход, то очевидно, что и в течение целого дня это направление отраженного луча останется неизменным, хотя в другие дни, когда склонение солнца значительно изменится, потребуется уже другой угол наклона зеркала к оси. Этот гелиостат оказывался неудобен, потому что луч, направленный снизу вверх, вдоль оси мира, надо было приводить в горизонтальное направление посредством второго отражения, сопровождаемого новой потерей света. Конструкция гелиостата Фаренгейта была усовершенствована Фраунгофером, а около 1860 года Монкговен устроил свой большой гелиостат для фотографических увеличений на том же принципе, причём он располагал свои приборы наклонно, чтобы обойтись без вторичного отражения.