地球表面的大气层十分厚，它在保卫地球的同时，也阻挡了人们观测宇宙的视线。因为大气中的各种粒子能够吸收和反射来自天体的各种辐射，从而使得宇宙中很大一部分波段的天体辐射无法穿过厚厚的大气层到达地球，如果把能够到达地面的波段看作是一种“窗口”的话，那么，能够到达地球的窗口主***学窗口、红外窗口、射电窗口三种。而类似于紫外线、X射线、γ射线等不透明的波段，是要在大气层之外进行观测的，比如人造卫星上天后，才能进行观测。

红外望远镜

18世纪末，可以算得上是红外观测的起源。当时由于在地球大气的影响之下，地面上的红外观测被散射，因而只能对几个近红外窗口进行观测，想要获得更多的红外波段，就必须减少大气的影响，于是在19世纪下半叶，人们才开始对红外天文学进行一些实践，一开始是使用高空气球，之后逐渐发展到用飞机载运红外线望远镜或是探测器进行观测。

美英荷三国在1983年1月23日联合发射了名为IRAS的红外天文卫星，作为第一颗红外天文卫星，IRAS的主体实际上是一架0.57米口

径的望远镜，它负责巡天。这一次的尝试，IRAS有着巨大的推动作用，使得红外天文在各个领域都有相应的发展，IRAS观测源，直到现在仍然是天文学家们关注的热点。

欧洲、美国和日本也在1995年11月17日联合发射了名为ISO的红外空间天文台。ISO的主体实际上是一架0.6米口径的R-C式望远镜，相比于IRAS，它的功能要更加强大，因为无论是从波段范围，还是在空间分辨率，或是灵敏度上，它都有更好的表现，尤其是它的灵敏度要比IRAS高100倍。

紫外望远镜

紫外波段的观测波段为3100～100埃，其频率范围介于X射线和可见光之间。由于大气层会对紫外线产生吸收作用，因此，使用紫外观测需要在150千米之上的高空进行。一开始，人们使用紫外波观测是使用气球搭载望远镜，随着科技的发展，才逐渐使用火箭、航天飞机和卫星进行搭载，而这又进一步促进了紫外望远镜的发展。

美国于1968年发射的OAO-2卫星，欧洲在此之后发射的TD-1A卫星，都是紫外波观测望远镜，其主要目的是对宇宙中的紫

外辐射进行一般性普查。1972年发射成功的“哥白尼”号OAO-3卫星，上面装置有一架口径为0.8米的紫外望远镜，在它运行9年后，观测到的宇宙紫外光谱达950～3500埃。

“哥伦比亚”号航天飞机在1990年12月2日至11日，又搭载Astro-1天文台，对紫外光谱进行了第一次空间实验室观测；1995年3月2日开始，Astro-2天文台用了16天进行了一次紫外天文观测。

FUSE卫星于1999年6月24日成功发射，作为NASA的“起源计划”的一个项目，FUSE卫星意在对宇宙演化的基本问题进行探索。

可以说，全波段天文学离不开紫外天文学这一重要部分，在“哥白尼”号发射成功之后，紫外波段的EUV（极端紫外）、FUV（远紫外）、UV（紫外）等探测卫星，已经对紫外波段进行了全覆盖。

X射线望远镜

X射线辐射波段范围为0.01～10纳米。在X射线辐射中，波长更短、能量更高的即为硬X射线，反之即为软X射线。由于大气因素，宇宙中的X射线是无法到达地面的，因此，直到人造地球卫星

能够避开大气影响时，天文学家才运用X射线获得重要的观测影像，X射线也才得以发展。

美国麻省理工学院的研究小组在1962年6月首次观测到强大的X射线源，这一强大X射线源正位于天蝎座方向。此后，X射线天文学的发展如火如荼，随后，又发射了高能天文台1号、2号两颗卫星，X射线波段被首次运用到巡天技术之上，其观测研究更是引起世界天文学家的瞩目，将X射线观测推上了热点地位。

γ射线望远镜

由于γ射线在能量和波长上比X射线还要更高更短，这就使得大气对其吸收得更多，人们只能采用高空气球和人造卫星搭载仪器来对γ射线进行观测。

美国康普顿空间天文台（CGRO）于1991年搭载航天飞机被送入地球轨道，主要是针对γ波段首次巡天进行观测，CGRO能够对宇宙中γ射线源进行灵敏度高的成像及能谱、光变测量。这些运用为天文学的发展有着许多重大的科研价值。

同时，还有4台仪器被安置在CGRO之上，它们是几个高效能的探测器，这些设备被研究出来时就已经是天文学的进步了，被载到天上更是对高能天体的研究

起到了非常重要的作用，同时，它们的运用也象征着γ射线天文学向着成熟阶段迈步。

哈勃太空望远镜（HST）

在大气之外进行观测的技术已被人们熟知，其技术也在不断发展，空间望远镜（