誕生和發展
太陽輻射監測衛星1號由於地面天文觀測要受到地球大氣的各種效應和複雜的地球運動等因素的嚴重影響，因此，其觀測精度和觀測對象受到了許多限制，遠遠不能滿足現代天文研究的要求。為了從根本上克服上述不利因素的影響，天文學的一門新分支學科?空間天文學伴隨著航天技術的迅速發展而誕生了。
自1957年10月4日世界上第一顆人造地球衛星上天后，美國於1960年發射了第一顆天文衛星“太陽輻射監測衛星1號”，對太陽進行紫外線和X射線觀測。此後，世界各國又相繼發射了許多天文衛星和用於天文研究的各種星際飛船，大大豐富和擴展了人類對宇宙和各類天文現象的認識。從發射近地軌道人造衛星，到“阿波羅”飛船載人登月、"喬托"飛船探索哈雷彗星，以及“先驅者號”和“旅行者號”飛船穿越整個太陽系的大規模、長時間的星際
空間天文學探測計畫，天文學在許多重要研究領域內取得了輝煌的成果。可以這么說，如果沒有空間天文技術，就不可能有紫外天文、X射線天文和γ射線天文，甚至也不可能有今天成果豐碩的紅外天文。正因為如此，儘管空間天文耗資巨大，每次探測均需花費數億甚至數十億美元，但加入“空間俱樂部”的大部分國家卻都在發射自己的第一顆人造衛星後的10年時間內就開始實施本國的天文衛星計畫。
隨著空間技術以及其他各種高技術的發展，人們如今已能相當有效地發射和操縱一些不算太小的天文衛星（或者說是繞地球作軌道運動的天文望遠鏡）。從80年代末至今，最引人注目的天文衛星當推歐洲空間局的“依巴谷”衛星（1989年8月8日發射）、“X射線多鏡面任務望遠鏡”（1999年12月10日發射），以及美國的“哈勃”空間望遠鏡（1990年4月24日發射）和“錢德拉X射線天文台”衛星（1999年7月23日發射）。有人預言，在下一個10年中，人類將有能力使更大一些的望遠鏡在近地軌道上投入使用，耗資將大大超過10億美元。
優越性
太陽的X射線照片科技基礎
哈勃空間望遠鏡空間天文探測常常需要準確證認輻射源的方位，有時需要在短達幾秒鐘的時間內完整地記錄一個複雜的瞬時性爆發現象；有時則要求探測儀器在極端乾淨的環境中工作，免遭太空環境的干擾。現代空間科學技術常常能夠滿足這些嚴格的要求，為上述運載工具提供極為準確的定向系統、複雜而又可靠的姿態控制系統、大規模高速信息採樣和回收系統以及各種任意選擇的運行軌道，給天文觀測以良好的保證。
空間天文迅速發展的另一個因素是實驗方法的不斷完善。空間天文的實驗方法和傳統的光學或射電天文方法有很大區別。由於電磁輻射性質的不同，特別在高能輻射方面差別更大，因此，對它們的探測多半需要採用各種核輻射探測技術，利用電磁輻射的光電、光致電離、γ -電子對轉換等效應，來測量輻射通量和能譜,並根據空間天文的特點加以發展。目前在空間天文中從紫外線、軟X射線直到高能γ射線,按照能量的高低廣泛使用光電倍增管、光子計數器、電離室、正比計數器、閃爍計數器、切連科夫計數器和火花室等多種探測儀器。
在這些輻射波段里，一般的光學成像方法失去作用，必須套用掠射光學原理進行聚光和成像。現在，已經使用掠射X射線望遠鏡，但還只套用於遠紫外和軟X波段。在硬X射線和γ 射線波段目前還沒有任何實際有效的聚光和成像方法。
空間天文探測的一個重要方面是證認各種輻射源，並確定其方位。上述各種探測器本身不具有任何方向性，因此發展了定向準直技術。這種技術在X射線天文中,套用得最為充分，如絲柵型、板條型、蜂窩狀等不同類型的準直器已廣泛使用。
為了確定輻射譜，空間天文探測也需要發展分光技術。傅立葉光譜技術近年來已在紅外波段套用。在光子能量較高的X射線波段,採用多能道脈衝高度分析技術可以獲得足夠高的能量解析度。實驗室的傳統的分光技術，如紫外光柵、X射線掠射式光柵或透射光柵、布拉格晶體衍射光柵等在空間天文中也得到了發展。
研究成果
空間天文的發展大致經歷了三個階段。最初階段致力於探明地球的輻射環境和地球外層空間的靜態結構。這個時期的主要工作是發展空間科學工程技術。第二階段開始探索太陽、行星和星際空間。第三階段是從二十世紀七十年代起,開始探索銀河輻射源,並向河外源過渡。
六十年代初以來,在太陽系探索和紅外、紫外、X射線、γ 射線天文方面，都取得十分重大的成就。
太陽的日冕
飛越各大行星的“旅行者”號紅外輻射探測 在空間進行紅外天文探測始於六十年代後期。用高空飛機、平流層氣球、火箭等手段進行紅外探測已取得許多重要成果。最引人注目的是中、遠紅外的巡天工作。七十年代初期,幾次火箭巡天探測,在波長4、11和20微米波段發現三千多個紅外源,描繪出一幅完全不同於光學天空的新圖像。紅外源包括了星前物質、恆星、行星狀星雲、電離氫區（見電離氫區和中性氫區）、分子雲、星系核和星系等。中、遠紅外的探測還發現一些星系、類星體等存在著預想不到的強輻射，如3C273、NGC1068、M82等。在某些情況下,它們的紅外亮度比它們在其餘波段的全部輻射還要大三、四個量級。這種極強的紅外輻射機制迄今未能解釋。空間觀測也對一些紅外源做過十分細緻的工作，例如在不同波段對銀心區的高分辨描圖。它的紅外特徵揭示了銀核結構的複雜性。八十年代初期，還將發射幾個空間探測裝置如西歐的空間實驗室、美國國家航空和航天局的太空梭以及美荷合作的紅外天文衛星等。
太陽極紫外輻射圖象恆星紫外輻射研究的主要課題是一些有關恆星大氣模型的問題。空間觀測表明，早型星在紫外波段有強烈的紫外連續譜和共振線。這種輻射與恆星大氣的模型的關係十分密切，因而可以用來研究恆星大氣。晚型星的紫外輻射類似太陽，主要來自色球和星冕。最近的一些觀測證實，有些晚型星存在明顯的色球層或外圍高溫氣體。這反映色球、日冕結構可能普遍存在於恆星中。紫外探測對星際物質的研究有特殊用處，因為星際物質包含有塵埃，它對不同波長的電磁輻射消光不同，這是研究星際塵埃本身的主要依據。根據大量空間觀測得到的紫外波段消光的特點，人們得知星際塵埃包含有線度約為 10-6厘米的石墨塵粒。星系的紫外探測也已開始。觀測證實星系存在強烈紫外輻射，並且顯示出較大的紫外色余，這也許是星系中存在大量熱星的表現。
X射線探測 六十年代初期開始的大量X射線探測，已經給我們展示了一幅與光學天文截然不同的宇宙圖像。太陽X射線天文的主要貢獻是弄清了太陽X輻射中的三個成分──寧靜、緩變和突變成分。寧靜成分的 X輻射起源於太陽色球外層和日冕區的熱輻射，具有連續輻射和線輻射。緩變成分與活動區上空的日冕凝聚區有關。突變成分則和耀斑爆發或其他日面偶發性活動成協。人們常稱為X射線爆發。對X射線爆發的觀測和研究已經充分揭示了太陽耀斑的非熱特徵。它與射電微波爆發結合在一起，對建立耀斑的爆發階段模型，以及建立耀斑區粒子加速過程模型提供了重要根據。此外,X射線冕洞的發現也是一個相當重要的事件。
錢德拉X射線望遠鏡觀測到的X射線射電脈衝星的發現很自然地促使人們去尋找 X射線脈衝星。1969年首先發現蟹狀星雲脈衝星NP0532的脈衝X輻射,它和對應的光學脈衝幾乎有完全相同的周期。以後又發現半人馬座X-3、武仙座X-1等都是著名的另一類X射線脈衝星,它們的發現對雙星演化過程有非常重要的意義。
非太陽X射線探測的另一個成果是,發現了幾乎是各向同性的宇宙X射線背景輻射,這對天體演化的研究有重要意義。
1974年以後，隨著大面積探測器的出現，終於又發現了一批暫現X射線源和宇宙X射線爆發。後者具有重現性特徵，極大流量達10-8～10-7爾格/（厘米2·秒），估計總功率在1038～1039爾格/秒以上,目前還沒有一種理論能作出合適的說明。
1977年高能天文台-A(HEAO-A)的發射,使X射線天文的視野擴展到河外天體。它已經成功地得到可能的黑洞圓規座X-1的數據。還發現星系際可能存在著熱氣體,它的總質量可能超過星系內恆星總質量。這意味著高能天文台-A發現了宇宙的主要成分。
XMM太空望遠鏡過去十年，非太陽的γ 射線探測進展較快，其成就有：①證實各向同性的γ 射線瀰漫背景輻射的存在。發現在數兆電子伏能區附近，光子譜存在著某種隆起，這可能與原始宇宙線粒子能譜在1015電子伏附近變陡有關。②對銀道面高能γ 射線流以及它們沿銀徑方向的分布進行精細探測的結果，支持宇宙線起源於超新星的假設。③來自銀河中心區域的γ 輻射譜中找到了若干條γ 發射線，這對研究銀河中心區域的核過程提供了重要線索。④從一些射電脈衝星中記錄到脈衝γ 射線流，其脈衝周期幾乎與射電脈衝周期相同，而蟹狀星雲脈衝星可能存在著1011～1012電子伏的超高能γ 光子發射。
1973年“維拉”衛星偶然探測到輻射能流可與太陽耀斑爆發相比的 宇宙X射線爆發。這也許是七十年代天文學最重大的發現之一，當時轟動了高能天體物理學界。這種宇宙γ 射線爆發具有極短的光變時標、高達1040爾格的巨大能量和快速的能量釋放，它迄今仍然是天體物理中最迷人的問題之一。
弱點
除了太陽系天體可以通過發射各類宇宙飛船進行近距離實地探測外，空間天文對其他的天體（包括恆星和各類河外天體）目前只能依靠各種配置在天文衛星上的天文望遠鏡進行“被動式”觀測，利用這些望遠鏡收集到的各類天體所發出的不同波段的電磁輻射開展天文研究。
太空維修哈勃太空望遠鏡以上種種缺陷迫使人們去思考這樣一個問題：能不能為天文望遠鏡找一種比人造衛星更好的觀測基地，以進一步克服種種不利因素的影響呢？
展望未來
空間天文學的獨特貢獻，特別是在七十年代的一些重要發現,對天文學產生了巨大影響,從而使我們對太陽系行星、銀河系、恆星早期和晚期演化、星際物質、行星際空間、星系際空間等一系列領域的了解，發生深刻的變化。然而空間科學技術，特別是空間天文的實驗方法尚處於不斷完善之中。新技術、新方法、新原理不斷出現，使得我們有理由認為，天文學的這個最年輕的分支是最活躍的。我們看到，γ 射線天文學正在開始進入線輻射譜探測的嘗試階段，這裡有巨大潛力，它會打開一個通向宇宙的嶄新的視窗。一系列當代高能天體物理中的重大問題──新合成核存在的直接證實、元素合成理論、黑洞的尋找、宇宙線的起源以及宇宙學中的某些問題都有待空間天文去解決。
把望遠鏡放到月球上去
錢德拉號月球為天文望遠鏡提供了一個巨大、穩定而又極為堅固的觀測平台，因而可以採用結構簡單、造價低廉的安裝、指向和跟蹤系統。這一點是處於失重狀態的天文衛星所望塵莫及的。同時，月球表面的重力只及地球表面重力的六分之一，因而在月球上建造任何巨大的建築物都要比地球上容易得多。月球上沒有空氣，因而也沒有風，其表面環境實際上處於超真空狀態，故而在那裡進行天文觀測不會受到大氣因素的影響。如果我們想得更遠一些，經過充分開發之後，月球將會逐步為我們提供各種必需的原材料。這些因素對於在月球上安裝理想的天文望遠鏡（特別是大型天文望遠鏡）以及與之相配的觀測室將是十分有利的。
從天文觀測工作本身的條件來講，由於月球遠離地球，它所受到的人類活動的影響和地球本身的各種活動的影響要比人造衛星小得多。此外，由於月球的自轉周期和它繞地球的公轉周期恰好相等，因而它總是以同一面對著地球。如果我們把觀測儀器（特別是射電望遠鏡）放在背向地球的那一邊，則地球對天文觀測的不利影響就更小了。月球的天空即使在白天也是全黑的，而且它的自轉周期長達近一個月，這就使得我們能夠觀測到望遠鏡視線所及的全部天空，並對很暗的天體進行充分長時間的積累觀測。
同其他各種空間天文技術相比，在月球上開展天文工作的最大優點很可能是：隨著月球基地的發展，人力物力的支援可以就近提供。可以料想，隨著科學的發展，人類對月球的開發和利用是勢在必行的。到那時，人們在月球上建造大型的、複雜的天文望遠鏡不僅成本低廉，安裝簡便（與安裝同類天文衛星相比），而且所有部件都能由熟練的技術人員就近進行維修和更換。儘管天文觀測工作將實現全自動化，但及時的現場技術支援，無疑會使各種尖端的天文觀測儀器得到更為有效的使用。
儘管阿波羅計畫的成功實施表明我們人類有能力登上月球，並使我們對月球和它的表面環境有了許多新的認識，但是，這種認識對於開展實際工作來說還是很不夠的。許多細節問題還有待於我們去進一步探究。例如：人怎樣才能在真空和塵埃條件下有效地工作？如何防止宇宙射線和微隕星對人和儀器的威脅？怎樣對付月球表面晝夜溫度的劇烈變化？......
毫無疑問，真正實現以月球為基地的天文觀測還需要很長一段時間。月球基地的充分開發更是一件耗資巨大的事。月面天文的建立也必然要經歷一個發展的過程。然而，它對天文學發展所能帶來的光輝前景正鼓勵著人們朝著這一既定目標前進。
相關詞條
參考書目
1、K.Greisen,The physics of cosmic X-ray, γ-ray and particle sources,Cordon and Breach,New York,1971.
2、S.R.Kane,Solar gamma-,X-and EUV radiation, D. Reidel Publ.Co.,Dordrecht and Boston,1975.
參考網頁
1、http://www.china5000.org.cn/wmzt/moonculture/200712/t20071217_55011.htm
2、http://www.spacechina.com/zxyzx_htzs_Details.shtml?recno=55497
3、http://www.yunhe.gov.cn/yhkx/kpyd/kjbl/t20071225_344716.htm
4、http://baike.baidu.com/view/18892.htm
5、http://iask.sina.com.cn/cidian/browse.php?name=%BF%D5%BC%E4%CC%EC%CE%C4%D1%A7
6、http://www.ikepu.com/astronomy/astronomy_branch/space_astronomy_total.htm
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