哈勃太空望遠鏡拍攝的船底座星雲中的噴流和塵埃，形如“迷幻山峯”。

大氣層爲人類生存提供了至關重要的基本保障。除了維持我們的呼吸外，大氣層還屏蔽了來自宇宙的各類對生物體有害的高能輻射，堪稱地球“保護傘”。

然而，大氣層也屏蔽了一些含有重要物理信息的波段信號。這對於天文觀測者來說，是件憾事。即便是透過大氣層的可見光波段信號，因大氣湍動，依然會影響到地面上的觀測。星星一閃一閃地“眨眼睛”，就是大氣湍動最明顯的體現。

此外，人類夜間照明也照亮了天空，使得一些闇弱天體被淹沒其中。由於這些因素存在，人們在地面上修建天文臺時，就不得不考慮天文臺附近的大氣湍動和光污染情況，因此可供選擇的位置有限。

爲克服大氣層對天文觀測的不利影響，人們嘗試過使用氣球、飛機甚至是探空火箭，將望遠鏡帶到大氣對流層以上的位置。然而，這些方式只能觀測很有限的一段時間，無法連續進行天文觀測。在人類進入太空時代後，將望遠鏡發射到圍繞地球旋轉的軌道上，成爲天文觀測的新選擇。這時望遠鏡被天文學家稱作太空望遠鏡或空間望遠鏡。

太空望遠鏡觀測基本不受大氣層影響，可獲得非常理想的觀測條件，紫外、紅外、X射線、伽馬射線等被大氣層屏蔽而無法在地面上進行觀測的波段信號，也都能在太空得到理想的觀測。此外，在太空中開展天文觀測，也不再受天氣和晝夜更替影響了。

談到太空望遠鏡，最知名的當屬在太空中已工作31年的哈勃太空望遠鏡。這臺望遠鏡口徑爲2.4米，工作位於在距地面約540公里的低地球軌道上，主要對近紅外、可見光和紫外波段的天體信號進行觀測。藉助理想的觀測條件，哈勃太空望遠鏡爲天文學發展立下了汗馬功勞。

根據哈勃太空望遠鏡的數據，天文學家精確地測量了宇宙膨脹速度——哈勃常數，並發現了宇宙加速膨脹現象，進而推斷出暗能量的存在。科學家還進一步認識了黑洞存在的規律，發現黑洞就在不少星系的核心位置。在1994年蘇梅克列維9號彗星撞擊木星過程中，哈勃太空望遠鏡也進行了觀測，獲取到相當清晰的觀測圖像，爲科學家研究天體碰撞時的動力學過程提供了難得機會。

另外，哈勃太空望遠鏡獲得的壯美天體圖像，吸引着越來越多的公衆關注天文學，甚至加入專業學習研究之中。

哈勃太空望遠鏡還經歷過一段波折。它在太空“安家”不久，科學家發現，當時獲得的圖像沒有達到預期質量。經過調查分析，科學家確定，這個問題是由主鏡面僅2微米的誤差所致。好在哈勃太空望遠鏡軌道高度不高，可由航天飛機對其進行維修。當航天飛機靠近哈勃太空望遠鏡並將其捕獲後，宇航員把一個附加的光學部件安裝到了光學系統中，這才確保了它的拍攝質量。

這次波折，反映了太空望遠鏡維護困難的缺點。同時，建造和發射太空望遠鏡成本極高。如下一代的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡，累計投資已達上百億美元。正因如此，太空望遠鏡在短時間內不會徹底取代地面望遠鏡。

近年來，我國在太空望遠鏡領域也取得了驕人成績。硬X射線調製望遠鏡“慧眼”於2017年成功發射，對黑洞、中子星和伽馬射線暴等緻密天體和爆發現象展開研究，並摘得碩果。相信在不久的將來，會有更多太空望遠鏡在太空“安家”，給人類帶來天文學領域的新發現。