大家都知道，地球周围环绕着一层厚厚的大气，它们保护着地球。地球大气中的各种粒子能够吸收和反射天体的辐射，从而阻挡了大部分波段内的天体辐射到达地球表面。人们将能够到达地球表面的波段叫做“大气窗口”，一共有三个“窗口”：光学窗口、红外窗口、射电窗口。对于其他波段来说，如紫外线、X射线、γ射线等，大气是不透明的，只有人造卫星穿过大气层之后才能观测到这些波段。

红外望远镜

18世纪末期，已经出现了红外观测。由于地球周围大气层的吸收作用和散射作用，在地面上只能通过几个红外窗口进行红外观测，为了得到更多的红外波段信息，所以要实施空间红外观测。19世纪下期，红外天文学观测正式启动。最初，通过高空气球进行观测；后来，逐渐发展成由飞机运载红外望远镜或者探测器进行观测。

1983年1月23日，美国、英国、荷兰三国共同发射了第一颗红外天文卫星IRAS。主体部分是一个口径57厘米的望远镜，主要任务是巡视天空。IRAS的成功发射加快了红外天文学的前进脚步。现在，IRAS的观测依然是天文学上的热点话题。

1995年11月17日，欧洲、美国、日本联合建立的红外空间天文台ISO成功发射。ISO的主体部分是一个口径为60厘米的R-C式望远镜，功能和性能都比IRAS完善。与IRAS相比，ISO的优势是：波段范围大、空间分辨率高、灵敏度强（大约是IRAS的100倍），还有其他的多种功能。

紫外望远镜

紫外波段的观测波段是100～3100埃，频率位于X射线和可见光之间。当观测紫外波时，一定要避免臭氧层和大气层吸收紫外线，所以要在150千米以上的高空进行观测。最初，通过气球将望远镜带到高空中观测；后来，火箭、航天飞机、卫星等空间技术的运用促进了紫外观测的发展。

1968年，美国成功发射OAO-2卫星，随后欧洲发射了TD-1A卫星，它们的主要任务是观测天空中的紫外辐射。1972年，OAO-3卫星发射升空，它被命名为“哥白尼”号，装载着一架口径是0.8米的紫外望远镜，正常工作了9年，观测到950～3500埃的紫外光谱。

1990年12月2日到11日，“哥伦比亚”号航天飞机搭载Astro-1天文台第一次进行了空间实验室紫外光谱的观测；从1995年3月2日开始，Astro-2天文台进行了16天的紫外天文观测，圆满完成任务。

1999年6月24日，成功发射FUSE卫星，这是NASA的“起源计划”中的一个项目，主要任务是解答天文学上与宇宙演化相关的问题。

在全波段天文学中，紫外波段占有重要地位，自从哥白尼号发射成功之后，陆续出现紫外波段的EUV（极端紫外）、FUV（远紫外）、UV（紫外）等多种探测卫星，将全部紫外波段完全覆盖了。

X射线望远镜

X射线辐射的波段是0.01～10纳米，波长较短（能量较高）的叫做硬X射线，波长较长的叫做软X射线。由于天体中的X射线无法来到地球表面，所以在人造地球卫星升空之后，天文学家才开始观测X射线，而X射线天文学逐渐向前发展。

1962年6月，美国麻省理工学院的研究小组首次接收到从天蝎座方向传来的X射线，这加快了X射线天文学的发展脚步。后来，高能天文台1号和2号成功发射之后，开始对X射线进行巡天观测，让X射线的观测研究向前跨出一大步，迎来了X射线的观测高潮。

γ射线望远镜

与硬X射线相比，γ射线的能量更高，波长更短。因为地球周围的大气层可以吸收γ射线，所以只能通过高空气球和人造卫星搭载仪器对γ射线进行天文观测。

1991年，美国通过航天飞机把康普顿空间天文台（CGRO）运载到地球轨道上。它的主要任务是对γ射线波段进行首次巡天观测，还要对强烈的宇宙γ射线源进行灵敏度高、分辨率高的成像、能谱测量、光变测量等，而且获得了许多有意义的科研成果。

CGRO具有4台仪器，在规模和性能上，它们都有显著的提高，这些设备促进了高能天体物理学的发展，而且代表着γ射线天文学进入成熟阶段。

哈勃太空望远镜（HST）

随着科学技术的进步，已经有可能在大气外进行光学观测，所以空间望远镜（space telescope）诞生了。与地面观测设备相比，空间观测设备的显著优势是：望远镜可以接收的波段范围比较广，短波能够达到100纳米。将大气抖动消除之后，望远镜的分辨能力大大提高，而且空间中没有重力，所以仪器不会因为自身重量出现变形等问题。

HST是美国宇航局主持建造的4座巨型空间天文台之一，而且是天文观测中规模最大、投资最多、最引人注目的一个项目。1978年开始建造，7年之后完工，1990年4月25日航天飞机将其运载到空中。不过，由于人为因素造成了主镜光学系统的球差，所以在1993年12月2日实施大规模修复工作。这次修复很完美，与地面大型望远镜相比，它的分辨率高过几十倍！