空间望远镜是安装在地球大气层外的观测站，不受影响地面仪器的光学、热辐射和无线电干扰。其目的是通过从伽马射线到无线电波的全波段观测宇宙，探索深层宇宙、星系形成及极端高能现象。
地球大气层吸收了大部分电磁波谱。将望远镜置于太空中，我们便能获得对宇宙的完整视野，不受大气湍流或吸收的影响。这实现了卓越的角分辨率并提高了灵敏度，尤其在红外和紫外波段。
太空望远镜的用途：
自1990年哈勃望远镜发射以来，多个太空观测站通过探索电磁波谱的不同波段，彻底改变了我们对宇宙的认知。
第一颗X射线空间天文台——乌呼鲁（探险者42号）编录了超过300个X射线源，为高能天文学的发展奠定了基础。
由NASA和ESA发射的哈勃望远镜在可见光和紫外光下观测宇宙。其高分辨率图像帮助估算了宇宙的年龄，研究了遥远的星系，并确认了宇宙膨胀的加速。
这台望远镜观测了伽马射线暴、脉冲星和黑洞，实现了对伽马射线天空的首次完整测绘。
钱德拉望远镜以X射线观测天空。它揭示了黑洞、超新星和星系团的辐射，为暗物质和高能现象提供了关键线索。
斯皮策望远镜专为红外波段设计，探测到正在形成的恒星和原行星盘。其观测有助于研究星际云和系外行星的化学成分。
由欧洲航天局建造的赫歇尔望远镜探索了远红外和亚毫米波波段。它揭示了分子云的结构以及星系的热演化过程。
开普勒望远镜通过凌星法探测系外行星，确认了超过2600个太阳系外世界，彻底改变了比较行星学领域。
盖亚任务以空前的天体测量精度绘制了银河系中超过十亿颗恒星的地图，从而实现了对银河系三维动力学的研究。
凌日系外行星巡天卫星搜寻附近明亮的系外行星。它以近乎完整的天空覆盖范围补充了开普勒的工作。
詹姆斯·韦伯望远镜代表了一项重大进步。凭借其6.5米口径的镜面与红外仪器，它能够观测大爆炸后形成的首批星系，分析系外行星的大气成分，并探索恒星形成的过程。
| 任务 | 发布年份 | 结束日期 | 航天局 | 波长 | 科学结果 |
|---|---|---|---|---|---|
| 乌胡鲁 | 1970 | 1973 | 美国国家航空航天局 | X射线 | 首个完整的银河系X射线源目录 |
| 石榴 | 1989 | 1998 | 苏联 / 法国国家空间研究中心 | X射线和伽马射线 | 黑洞与脉冲星的观测，银河系伽马辐射研究 |
| 哈勃 | 1990 | 活跃的 | NASA / 欧空局 | 可见光、紫外、近红外 | 宇宙膨胀速率的测量，对遥远星系的观测 |
| 康普顿 | 1991 | 2000 | 美国国家航空航天局 | 伽马射线 | 伽马射线天图绘制及伽马射线暴研究 |
| HALCA (VSOP) | 1997 | 2005 | JAXA（日本宇宙航空研究开发机构） | 无线电 | 空间干涉测量研究活动星系核 |
| SOHO | 1995 | 活跃的 | 欧空局 / 美国国家航空航天局 | 可见光、紫外线 | 持续观测太阳活动与太阳风 |
| 钱德拉 | 1999 | 活跃的 | 美国国家航空航天局 | X射线 | 超新星与黑洞的结构 |
| Spektr-R（射电天文卫星） | 2011 | 2019 | 俄罗斯联邦航天局 | 无线电 | 地面射电望远镜的超长基线干涉测量 |
| 朱雀（ASTRO-E2） | 2005 | 2015 | JAXA / NASA | X射线 | 星系间热气体与星系团的研究 |
| 斯皮策 | 2003 | 2020 | 美国国家航空航天局 | 红外线 | 原行星盘与宇宙尘埃研究 |
| 费米-大视场望远镜 | 2008 | 活跃的 | 美国国家航空航天局 | 伽马射线 | 伽马射线暴、耀变体及脉冲星的研究 |
| 赫歇尔 | 2009 | 2013 | ESA | 远红外 | 观测寒冷宇宙与恒星形成 |
| 开普勒 | 2009 | 2018 | 美国国家航空航天局 | 可见 | 通过凌星法发现数千颗系外行星 |
| NEOWISE（前身为WISE） | 2009 | 活跃的 | 美国国家航空航天局 | 红外线 | 近地小行星的搜索与跟踪 |
| Astrosat | 2015 | 活跃的 | ISRO（印度空间研究组织） | 紫外线、可见光、X射线 | 首个印度多波长空间天文台 |
| 盖亚 | 2013 | 活跃的 | ESA | 可见 | 银河系中十亿颗恒星的三维测绘 |
| HXMT（慧眼） | 2017 | 活跃的 | 中国国家航天局 | X射线 | 脉冲星、黑洞及伽马射线暴的观测 |
| TESS | 2018 | 活跃的 | 美国国家航空航天局 | 可见 | 探测附近明亮的系外行星 |
| Spektr-RG（eROSITA / ART-XC） | 2019 | 活跃的 | 俄罗斯联邦航天局 / 德国航空航天中心 | X射线 | 全X射线天空测绘，暗物质研究 |
| 太阳轨道器 | 2020 | 活跃的 | 欧空局 / 美国国家航空航天局 | 可见光、紫外线、X射线 | 太阳风与太阳日冕磁场研究 |
| 爱因斯坦探测器 | 2024 | 活跃的 | 中国国家航天局 / 欧洲航天局 | 软X射线 | 瞬变事件（如超新星和恒星合并）的探测 |
| IXPE | 2021 | 活跃的 | NASA / ASI | X射线 | 测量X射线偏振以研究极端磁场 |
| 詹姆斯·韦伯 | 2021 | 活跃的 | NASA / ESA / CSA | 中红外和近红外 | 观测首批星系及系外行星大气 |
| XRISM | 2023 | 活跃的 | JAXA / NASA / ESA | X射线 | 高温宇宙等离子体的高分辨率光谱学 |
| 欧几里得 | 2023 | 活跃的 | ESA | 可见光和近红外 | 暗物质与暗能量的宇宙学映射 |
来源：NASA任务、ESA科学、CSA。
太空望远镜的寿命取决于多种因素：能源供应、热稳定性、传感器老化等。与地面天文台不同，它们一旦进入轨道通常无法维修或补给，但哈勃望远镜是个显著的例外——它曾受益于美国航天飞机的五次维护任务。
任务设计时通常会设定一个标称运行寿命，通常为3至10年，但由于系统稳健性，许多仪器远超预期。例如，斯皮策望远镜运行了近17年，远超原计划的5年；而钱德拉和哈勃望远镜在发射二十多年后仍处于活跃状态。
导致任务结束的原因有多种：
在运行寿命结束时，望远镜要么被脱离轨道以受控方式重返地球大气层（如2000年的康普顿望远镜），要么被置于遥远的稳定“墓地”轨道，以避免污染活跃轨道。位于拉格朗日L2点的天文台，如詹姆斯·韦伯或欧几里得，将遵循后一种程序。
工程师从设计阶段就规划了逐步关闭阶段，以优化残余能源的利用并确保安全退役。这一步骤标志着一个技术周期的结束，但为新一代更强大的观测站铺平了道路。
未来的太空望远镜将进一步拓展我们对宇宙的视野。诸如LUVOIR和HabEx等项目旨在直接探测可能宜居的系外行星。而ATHENA和LISA等其他项目则将通过探索X射线和引力波，研究黑洞物理学及早期宇宙的结构。
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