私たちが肉眼で見る天体からの光は、それらが発する電磁波のごく一部にすぎません。遠方にある天体からのX線、ガンマ線、一部の紫外線、赤外線、電波は、地球に到達する前に大気によって吸収されてしまいます。天文学者がこれらの波長の電磁波を観測したい場合、望遠鏡を宇宙に送り込むしかありません。そして、どのようにして望遠鏡を宇宙に送り込み、どのくらい高く送り込めばよいのでしょうか。それは、観測したい波長によって決まります。赤外線を観測する場合は、航空機や気球に搭載した望遠鏡で可能です。なぜなら、赤外線を吸収する水蒸気は主に大気の下層に集中しているからです。高エネルギーのX線やガンマ線を観測する場合は、ロケットで探査機を大気外に送り込む必要があります。もちろん、衛星をプラットフォームとして利用する方が最適です。
大気は天体の光を吸収するだけでなく、乱流も大きな問題です。乱流の大気は沸騰したお湯のようなもので、天体の細部がぼやけて見えます。より高い解像度を得るには、適応光学技術に加えて、光学望遠鏡を宇宙に送り込む必要があります。有名なハッブル宇宙望遠鏡は、主に光学波長で動作しており、多くの非常に精密で美しい天体写真を撮影しています。現在、ハッブル宇宙望遠鏡の後継機であるジェームズ・ウェブ宇宙望遠鏡が建設中であり、より大きな口径の宇宙光学望遠鏡がさらに多くの驚きをもたらすと期待されています。