大部分的望远镜是架设在地表上的，为何要把一些望远镜放到太空中呢？在地表上，你可以架设一个较重的望远镜，而且可以比较容易从事维修工作。然而，在地面上的望远镜必须面临望穿地球大气的困境。首先，地球大气遮挡了大部分的电磁波段，只让可见光与部分的电波到达地面。除了可见光与电波之外，使用其他波段来探测宇宙的望远镜，就必须被放到大气外的太空中，钱德拉X-光观测站(Chandra X-ray Observatory)以及费米珈玛射线太空望远镜(Fermi Gamma Ray Space Telescope)就是典型例子。其次，地球大气也会是使得星点变得模糊不清。造成星点模糊不清的原因，是来自于大气持续的移动以及大气密度不停的变化所造成的。如上图所示的哈伯太空望远镜，由于它飞行于地球大气之外，使它可获得清晰的影像。事实上，即使哈伯太空望远镜比地面上最大的光学望远镜小上15倍，但是它所拍得的影像还是比较清晰。下一代的光学太空望远镜-韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope, JWST)预定在2014年升空。
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