太空望远镜（Space Telescope）又叫空间望远镜，是天文学家的主要观测工具之一，大多数天文学上用的光学望远镜，都是由一片大的曲面镜，代替透镜来聚焦。太空望远镜可以确保灵敏的探测器能用最大限度收集从遥远星球发出的光线，而透镜则会在光线通过时把其中的一部分吸收。

中文名：太空望远镜

外文名：Space Telescope

别名：空间望远镜

用途：天文学家的主要观测工具之一

代表：哈勃望远镜、空间红外望远镜等

人类为了摆脱厚厚的大气层对天文观测的影响，一方面设法选择海拔高、观测条件好的地方建立天文台，另一方面设法把天文望远镜搬上天空。著名的“柯伊伯机载天文台”，就是在C141飞机上安装望远镜，飞行高度在万米以上，曾用于观测天王星掩星。自从1957年第一颗人造卫星上天以后，各国先后发射了数以百计的人造卫星及宇宙飞行器用于天文观测。像美国的“天空实验室”就拍摄了17.5万多幅太阳图像，还观测了科胡特克彗星。著名的哈勃空间望远镜，是目前最先进的空间望远镜。人们把它的诞生看成伽利略望远镜一样，是天文学走向空间时代的一个里程碑。

1918年，哈勃

哈勃以具有直径2.5米反射镜的胡克望远镜探索遥远的星系，精确地指出银河中看似微弱的星云，其实是位在距离我们有几百万光年的其它星系中。他的研究有助于天文学家了解宇宙的浩瀚。

1947年，加州巴洛马山的海尔望远镜

架设在美国加州巴洛马山，具有直径5米反射镜的海尔望远镜，可以实现对可见宇宙的较外边缘的观测。天文学家利用它对遥远的星系，如仙女座星系，做非常仔细的观测，他们测量出仙女座星系距离地球二十万亿公里，是先前所知距离的两倍。

1960年代起，计算机辅助观测

当今的天文学家将计算机应用于望远镜所有的设计、架构与操作的各个阶段，促使新一代效能更佳的望远镜来临，结果产生了许多不同的模式，适用于多种不同的任务。

1977年，多面反射镜组成单一影像

凭借计算机的辅助，许多来自反射镜的影像可结合成单一影像。1977年设于美国亚历桑那州霍普金斯山的第一座多面反射镜望远镜（MMT）首次运行。该望远镜一排6片，直径1.8米的反射镜，可聚集到相当于直径4.5米单片反射镜所聚集之光线。

1986年，电子藕合装置进一步辅助观测

电子仪器与计算机的问世对天文学产生了深远的影响，强化的影像促使天文学许多不同新见解的产生。具有电子藕合装置（CCD）的电子感应器可感测到最微弱的光学讯号，或侦测许多不同种类的辐射。经过计算机处理后，讯号被整理与加强，这些经由电子仪器观测到的讯号传递了清晰的信息。数字处理将极细微的差异放大，显现出原来被地球大气掩藏，以致肉眼看不到的东西。

1990年，拼嵌式望远镜

拼嵌式望远镜具有成本低廉、修补时易移动的优点。美国夏威夷的凯克望远镜是由36片反射镜拼嵌成一座直径10米的望远镜。凯克望远镜所观测的物体亮度比海尔望远镜所能见到的强4倍。

1990年，哈勃太空望远镜

排除了地球的混浊大气层的视野干扰，哈勃太空望远镜正在距离地表600 公里处环绕地球运行和观测。哈勃太空望远镜是有史以来最具威力的望远镜，它让我们观看宇宙的视野起了革命性的改变。现代，计算机网际网络计算机网际网络通畅无阻，使终端个人使用者不受时间和空间的限制，就可结合全球（甚至外层空间中）的观测望远镜进行远方遥控观测。并可立刻结合先进计算机软件进行分析与数字处理。

2021年12月消息，经过漫长的工程研制和集成测试，万众期待的詹姆斯·韦布空间望远镜终于在2021年11月初运抵坐落于法属圭亚那的发射场，发射升空。

斯皮策太空望远镜

康普顿伽马射线太空望远镜

费米伽马射线太空望远镜

XMM-牛顿X射线太空望远镜

太空望远镜

巡天号光学舱想象图

中国国计划在2023年或2024年发射中国首个太空望远镜，这将对中国了解宇宙、了解太空提供一个非常强有力的观测手段。

哈勃空间望远镜

（Hubble Space Telescope，缩写为HST），是以美国天文学家哈勃为名，由美国宇航局研制的在轨道上环绕著地球的望远镜。他的位置在地球的大气层之上，因此获得了地基望远镜所没有的好处-影像不会受到大气湍流的扰动，视相度绝佳又没有大气散射造成的背景光，还能观测会被臭氧层吸收的紫外线。于1990年发射之后，已经成为天文史上最重要的仪器。他已经填补了地面观测的缺口，帮助天文学家解决了许多根本上的问题，对天文物理有更多的认识。哈勃的哈勃超深空视场是天文学家曾获得的最深入（最敏锐的）的光学影像。

它的总长度约4米，总重量约865公斤，它有1个0.85米的主镜及3个极低温的观测仪器，为了避免望远镜本身因黑体辐射而发出红外线干扰观测结果，所以观测仪器温度必须降低到接近绝对零度，除此之外为了避免太阳热能及地球本身发出的红外线干扰，望远镜本身还包含了1个保护罩，而且望远镜在太空的位置刻意安排在地球绕太阳的公转轨道上，在地球后面远远的跟著地球移动。

哈勃望远镜的构造相当复杂。它配备有主镜、 副镜、 成像系统、计算机处理系统、 中心消光圈、 主副镜消光圈、 控制操作系统、图像发送系统、太阳能电池板以及与地面保持通信联系的抛物面天线。哈勃望远镜携带着多种当时最先进的天文观测仪器。 它最初携带有广角行星照相机、高解析摄谱仪、 高速光度计、暗天体照相机和暗天体摄谱仪等等。广角行星照相机是进行光学观测使用的高分辨率照相机， 可拍摄上百个恒星的照片， 其清晰度是地面天文望远镜的 10 倍以上， 1.6 万公里以外的一只萤火虫都难逃脱它的“ 法眼” 。高解析摄谱仪是设计在紫外线波段使用的摄谱仪， 光谱分辨率可达到90,000，同时可为暗天体照相机和暗天体摄谱仪选择适宜观测的目标。暗天体照相机和暗天体摄谱仪也都是分辨率最高的仪器。高速光度计用于在可见光和紫外光的波段上观测变星， 以及其他被筛选出的天体在亮度上的变化。 它的光度计每秒钟可以侦测 100,000 次，精确度至少可以达到 2 % 。

哈勃望远镜的导引系统也可作为科学仪器， 它的三个精细导星传感器在观测期间主要用于保持望远镜指向的准确性， 也能用于进行非常准确的天体测量，测量的精确度达到 0.0003 弧秒。这些仪器虽然在实际运行中暴露出不少缺陷，经过多次维修、改进和补充，但就凭着能排除地球大气的干扰这一优势，18 年来，在 600 公里的太空轨道上，观测到许多人类从未发现过的奥秘。哈勃望远镜首先记录了宇宙形成的巨大历史画面。 由于哈勃望远镜能清晰地拍摄下宇宙中许多星系在爆炸、 碰撞后， 经过几亿光年传送来的各种惊心动魄的壮丽景象， 使科学家们从中发现宇宙形成的初始状态， 并推断出宇宙形成在 130 亿到 140 亿年之间。

哈勃空间望远镜

空间红外望远镜

美国宇航局研制的空间红外望远镜于2003年8月25日发射升空，是人类史上最大的红外线波段太空望远镜，取代了原来的IRAS望远镜，斯皮策前身名为SIRTF（Space Infrared Telescope Facility）。

它的观测波段为3微米到180微米波长，由于地球大气层会吸收部份的红外线，而且地球本身也会因黑体辐射而发出红外线，所以在地球表面无法获得红外波段的天文资料。

2003 年 4 月 15 日, 空间红外望远镜装置 SIRTF( Space Infrared Telescope Facility) 将由 Delta火箭从卡那维拉尔角发射升空。SIRTF 是一种通过红外光探测宇宙的新型平台, 在两年半的运行中，它将探测波长范围为 3 ～ 18 μm 的红外能量。居于这个波长范围的红外辐射大部分都被地球大气阻隔了, 从地面是无法观测到的。SIRTF 携带了 1 台 0. 85 m 的望远镜和 3 台成像仪器,其体积较大 ,它将是至今发射至太空的体积最大的红外仪器。

太空中的许多区域充满了大范围的、厚厚的气团和尘埃，阻挡了光学望远镜的观测; 而红外光可以穿透这些云团和尘埃。借助红外望远镜我们可以观测到卫星的构成、银河系的中心和新形成的星系 ; 我们还可以获得太空中低温目标的信息，例如那些用可见光观测时非常暗淡的小行星 、太阳系以外的行星以及巨大的云团 。而且，空间的许多云团的特性能在红外光下显示出来。

空间干涉望远镜

众所周知，由于望远镜口径、大气的湍动和光学衍射的影响 , 天文望远镜的角分辨率受到限制，因此既不可能利用传统的光学技术直接测定恒星的角直径(小于0.05 ’’) ，更不能用来研究恒星表面的细节 (如亮度分布等)。1618 年法国 Fizena 最早提出了用光干涉的方法测定恒星直径的想法 , 但是受到条件的限制 , 实验没有获得成功。基于Fizean胡的思路，1881年美国 Michenlson用Lick天文台30 cm 折射望远镜成功地测定了木星的 4 个伽利略卫星的直径。1920 年人们又设计了新型结构的干涉仪， 即现在的 M i c h e ls o n 恒星干涉仪 . 用此装置在威尔逊 山2.54 m 的望远镜第一次测定太阳系外 6 颗恒星的角直径，得到其大小为 0.020’’~0.047''， 以后又发展了单口径大望远镜的干涉技术 (如斑点干涉仪)，使光干涉技术有了进一步的发展。

地外行星搜寻者

“地外行星搜寻者”是美国宇航局空间计划的“点睛”之笔，计划于2012年发射升空。它汇集了人类太空望远镜技术的精华，将在寻找太空生命方面崭露头角。“地外行星搜寻者”的设计思路与空间干涉望远镜相似，但在规模与性能上有重大突破。空间干涉望远镜的可收卷镜阵延伸9米上下，而“地外行星搜寻者”的镜面阵列延展可达百米。利用它空前的分辨率，人们将足以探明，在太阳系邻近数十光年之内，是否存在与地球条件相似的行星，并进一步为解开地外生命的“悬念”获取宝贵的线索。

康普顿太空望远镜

1991年4月5日，康普顿伽玛射线太空望远镜由“阿特兰蒂斯号”航天飞机送入绕地轨道， 造价7.6亿美元，卫星重约16吨， 是由航天飞机发射的最重民用航天器。 该望远镜把对天体伽玛射线的探测范围扩大了300倍， 主要任务是进行伽玛射线波段上的首次巡天观测。在最初9年的工作期间， 康普顿伽玛射线太空望远镜便探测到了2,600起来自各类天体的伽玛射线爆发事件， 人们首次了解黑洞如何引发X射线和伽玛射线的喷发； 观测到银河系中心出现的反物质粒子云， 以至在天文界引起轰动； 它还探测到120亿年前产生的伽玛射线冲击波。 每年约有100名天文学家利用康普顿伽玛射线太空望远镜的资料进行研究，至今已完成数以千计的论文。

可惜的是， 1999年底康普顿伽玛射线太空望远镜上的一个姿控定位陀螺仪发生故障， 且无法及时修复。 为防止失控后的卫星落入人口稠密区，NASA不得不忍痛“壮士断臂”， 于2000年9月4日对其实施人工坠毁。 由于康普顿太空望远镜被迫提前“退役”， 原本要使“四大天王”在太空“相聚”的设想最终未能实现。

X射线太空望远镜

美国哥伦比亚号航天飞机1999年7月23日升空，把钱德拉X射线太空望远镜（Chandra X-ray Observatory）送到了太空。这一空间天文望远镜将帮助天文学家搜寻宇宙中的黑洞和暗物质，从而更深入地了解宇宙的起源和演化过程。

钱德拉太空望远镜原称高级X射线天体物理学设施（AXAF），后改以印裔美籍天体物理学家钱德拉锡卡（Chandrasekhar）的名字来为其命名。钱德拉锡卡30年代移居美国，1983年因对恒星结构与演化的研究成果而获诺贝尔奖，1995年去世。“钱德拉”是朋友和同事对他的称呼，梵语有“月亮”和“照耀”的意思。

钱德拉望远镜是美国航宇局NASA“大天文台”系列空间天文观测卫星中的第三颗。该系列共由4颗卫星组成，其中康普顿（Compton）伽马射线观测台和哈勃太空望远镜（HST）已分别在1990和1991年发射升空，另一颗卫星称为太空红外望远镜设施（SIRTF），也就是斯皮策太空望远镜，于2003年发射成功。

3D打印太空望远镜

据美国国家航空航天局（NASA）网站2014年8月7日报道，2014年9月底，NASA预计将完成首台成像望远镜，所有元件基本全部通过3D打印技术制造。NASA也因此成为首家尝试使用3D打印技术制造整台仪器的单位。

这款太空望远镜功能齐全，其50.8毫米的摄像头使其能够放进立方体卫星（CubeSat，一款微型卫星）当中。据了解，这款太空望远镜的外管、外挡板及光学镜架全部作为单独的结构直接打印而成，只有镜面和镜头尚未实现。该仪器将于2015年开展震动和热真空测试。

这款长50.8毫米的望远镜将全部由铝和钛制成，而且只需通过3D打印技术制造4个零件即可，相比而言，传统制造方法所需的零件数是3D打印的5-10倍。此外，在3D打印的望远镜中，可将用来减少望远镜中杂散光的仪器挡板做成带有角度的样式，这是传统制作方法在一个零件中所无法实现的。

詹姆斯·韦布空间望远镜

詹姆斯·韦布空间望远镜（James Webb Space Telescope，缩写JWST）是计划中的红外线观测用太空望远镜。作为将于2010年结束观测活动的哈勃太空望远镜的后续机，计划于2011年发射升空。但因哈勃太空望远镜的修补等延命措施的效果，在经历一系列的延期和数亿美元超支后，发射改期为2018年。系欧洲空间局（ESA）和美国宇航局（NASA）的共同运用计划，放置于太阳-地球的第二拉格朗日点。不像哈勃空间望远镜那样是围绕地球上空旋转，而是飘荡在从地球到太阳的背面的150万千米的空间。韦布太空望远镜由欧洲航天局负责用阿里亚娜5型火箭发射升空。

詹姆斯·韦布空间望远镜的主要的任务是调查作为大爆炸理论的残余红外线证据（宇宙微波背景辐射），即观测今天可见宇宙的初期状态。为达成此目的，它配备了高敏度红外线传感器、光谱器等。为便于观测，机体要能承受极限低温，也要避开太阳和地球的光等等。为此，詹姆斯·韦布空间望远镜附带了可折叠的遮光板，以屏蔽会成为干扰的光源。因其处于拉格朗日点，地球和太阳在望远镜的视界总处于一样的相对位置，不用频繁的修正位置也能让遮光板确实的发挥功效。

当地时间2021年12月22日，美国国家航空航天局发布消息称，由于法属圭亚那欧洲太空港的恶劣天气条件，原定于12月24日发射詹姆斯·韦布空间望远镜的VA256航班被推迟，新的发射日期为12月25日。

法国当地时间2021年12月25日13时15分（北京时间25日20时15分），美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜在法属圭亚那库鲁基地成功发射升空。

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詹姆斯·韦布空间望远镜

中国

太空作为天文研究地盘的太空望远镜，大部份皆为欧美国家所发射（只有少许例外地由日本发射）。在地球大气外装设观测设施有两大好处，首先，影像可更为清晰，否则大气的阻隔会使影像变得模糊（情形就像身处充满蒸气的浴室之中）；其次，我们可以侦察到那些从恒星和星系而来，却被大气层阻挡着的辐射，例如紫外线、X射线和伽玛射线。虽然我们有赖大气层保护免受太阳紫外线和X射线的灼伤，但是这也意味着如果我们留在地面上，便会错失大量来自宇宙的信息。2001年年初神舟二号轨道舱搭载了太阳能和宇宙高能辐射监测系统，使中国的空间天文学跨进新的里程。不载人的神舟二号是中国为载人飞行作准备的五艘宇宙飞船中的第二艘，它在北京时间2001年1月10日凌晨1时于甘肃省酒泉卫星发射中心由长征二号己火箭发射，这次发射亦标志了二十一世纪首次的火箭升空（二十一世纪是由2001年开始的！）。宇宙飞船的返回舱在环绕地球108次后，在北京时间1月16日19时22分返回地球，而轨道舱则由太阳能电池板供应电力，在轨道上继续运行将近6个月，当中并进行了太空环境研究的实验。轨道舱更首次载有轨道天文望远镜，研究来自太阳甚至宇宙深处爆炸所发出的高能辐射。

中国科学院高能物理研究所的宇宙线和高能天体物理开放实验室自1993年开始，和南京大学共同研制这台轨道望远镜。望远镜有三组由中国自行设计和建造的探测器，探测范围涵盖软X射线至伽玛射线的辐射。望远镜每92分钟沿距离地面350公里左右的近地轨道围绕地球一周，所接收的数据会传送回位于北京附近的密云区地面接收站。三组探测器中获得最丰硕科学成果的，可算是由宇宙线和高能天体物理开放实验室所研制的X射线探测器。每当X射线暴的光子撞到探测器上，便会触发探测器收集数据。探测器在运作期间，共录得664次撞击，研究小组由此识别并记录了近百次太阳耀斑的变光曲线（当神舟二号在轨道上面向太阳时）和约30次伽玛射线爆发，大部分观测结果跟其它人造卫星所测得的类似。耀斑是太阳大气层表面短暂的爆发现象。探测器于2001年4月2日录得有记录以来最强大的X射线耀斑。另一方面，伽玛射线爆发是发生在宇宙深处一种最强烈的爆炸，虽然至今而人们还未弄清它们的来源，但是这并没有令天文学家放弃推测，其中的一些猜想，包括比太阳质量大60倍的巨型恒星正在塌缩、两颗中子星合并，或是中子星变为奇异星。

中国首次在轨道进行的天文观测虽然带来许多令人鼓舞的结果，但仍有不少可以更进一步。例如，在余下的神舟号飞行任务中，并无搭载其它天文仪器的安排，要是如果中国首次载人太空任务中能带同一台望远镜就非常理想了！当然，下一步首先应是发射专门用作天文研究的卫星，目前有几个计划正处于策划阶段，包括建造一枚作硬X射线巡天观测的卫星（硬X射线调制望远镜，HXMT）和一枚「微型卫星」（重量不逾100公斤），来研究恒星和星系的长期变化（空间变源监视器，SVOM）。我们希望能在五至十年间庆祝中国发射首枚天文卫星吧。

加拿大

加拿大首台太空望远镜于2003年从俄罗斯的普列谢茨克航天基地上天。

这台太空望远镜由加拿大不列颠哥伦比亚大学研制，直径只有一个装甜点的盘子那么大，是世界上最小的太空望远镜，但功能却非常强大。

宇航局人员说，这台望远镜能对宇宙中各种星体的亮度作出准确无比的测量。科学家们可以通过它第一次探测太阳系外行星的大气层，并得知它们所围绕的恒星的年龄，以此进一步推断宇宙的年龄。

日本

该太空望远镜将由日本第三代太阳观测卫星“阳光B”搭载，于2006年夏天发射升空。新开发的太空望远镜是一种反射望远镜，镜头直径为50厘米，可用可视光观测太阳周围的电离气体形成的日冕。太空望远镜搭乘的太阳观测卫星“阳光B”将在离地球600公里的轨道上运行。这台新望远镜的开发费用为23亿日元。

日本国立天文台副教授末松芳法说：“这是日本国立天文台第一次开发太空望远镜。这台望远镜在地面进行的观测太阳试验中效果良好。

韩国

这一太空望远镜是韩国同美国国家航空航天局以及加利福尼亚伯克利大学从1998年开始共同研制的，发射后将在宇宙空间运行两年时间，并将在世界上首次绘制出远红外领域的"全天地图"，这一观测任务将由韩国和美国的研究人员共同承担。

韩国天文研究院方面表示，如果"全天地图"绘制成功，将对揭示21世纪天文宇宙科学领域内的难题之一银河系内部的高温气体结构、分布以及物理性质乃至对银河系产生和进化的研究起到重要的作用。