既然已經有了空間望遠鏡，為什麼我們還在繼續建設地球上的望遠鏡？

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比起地面，感覺不會受到大氣干擾的空間望遠鏡在觀測中優勢更多，實際情況是這樣嗎？
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本題來自知乎圓桌?宇宙那麼大，更多討論歡迎關注。

我在剛讀大學本科的時候，也曾經想過，是不是把全人類的力量集中起來，建造最牛逼的望遠鏡，就可以了？後來，以為資深的前輩說了一句話，我受益匪淺，他說：

任何一台望遠鏡，無論口徑大小、視場多少、怎樣的結構，都有它特定的用途。任何一台望遠鏡，善加利用，都是最好的望遠鏡。

這句話猶如醍醐灌頂，讓我如痴如醉。

1. 地面愛好者手中的小望遠鏡

通常是雙筒、小折射、小牛頓是反射望遠鏡，口徑在幾公分到幾十公分之間。這類望遠鏡特別適合目視觀測。我們看看月亮的環形山，看看木星和土星環，看看火星或是金星相位，都是非常好的選擇。要是拿天文台的米級望遠鏡看土星環，或是用空間望遠鏡看月亮，那是不可想像的。所以這類小望遠鏡，是教學、科學傳播、學習過程不可缺少的。

2. 地面中小型望遠鏡

比如國內天文台的很多幾十公分的、一米、兩米這個口徑的望遠鏡

通常用於科研觀測，基本上小口徑的用來做測光，大一點用來拍光譜。測光望遠鏡很多都是針對光變的研究，對準一個天區不停地拍攝，看這批星的亮度起伏。從裡面可以找到變星、雙星等東西。而這樣的工作，是非常消耗時間的。空間望遠鏡如此寶貴，不可能拿來做這件事。

拍光譜的望遠鏡放在地面上是早有傳統的。因為要把星光分解為光譜，需要一種後端設備叫光譜儀。如果需要比較高解析度的光譜，高精度的和高色散的光譜儀，往往非常沉重。比如國家天文台2米望遠鏡的高解析度光譜儀，位於望遠鏡的樓下，要單獨放一層。LAMOST作為4米望遠鏡，光譜儀更是巨大，16台光譜儀放在單獨一層樓里。這些光譜儀重量大，且需要儘可能高的穩定，用空間望遠鏡不太現實，火箭載重成本太高。

3. 地面大型望遠鏡

比如夏威夷的10米Keck望遠鏡，或者Subaru的8米望遠鏡這個級別的，當然還要算上正在建設中的TMT30米望遠鏡等一系列下一代大望遠鏡。這些傢伙口徑巨大，在裝配自適應光學和主動光學技術之後，成像質量不亞於空間望遠鏡，並且有著巨大的通光面積和比空間望遠鏡低得多的成本，以及比空間望遠鏡長得多的壽命。

山頂上的望遠鏡，出了問題，分分鐘進行更換和修補。Keck的六角形鏡片定期拿下來清洗。空間就不好辦了，修補是極難的。即使不出任何問題，在空間環境里，壽命也是不行的。單舉一個例子來說：在高強度的輻射環境下，計算機是會產生奇怪的錯誤信號的。

4. 空間望遠鏡集中吐槽

任何事都是有代價的。空間望遠鏡的好處是沒有seeing（大氣抖動）和夜天光干擾（地面的人造光源），沒有大氣吸收和屏蔽（可以觀測可見光和射電以外的其它波段）。所以我們必須承認，對於伽馬射線、X射線、紫外、遠紅外等波段，空間望遠鏡是具有壟斷地位的，地面啥也看不見。

但對於可見光來說，空間望遠鏡雖然有優勢，可是代價也是昂貴的。

對於射電波段來說，發射空間望遠鏡就是純粹沒有必要了，所以只有地面射電觀測。

空間和地面設備各有所長，所以都需要。不同的科學目標，需要不同類型的觀測。

舉例來說，要研究一顆變星的光變曲線，並不需要太大的望遠鏡，重要的是長時間監測。這種工作1米的地面望遠鏡就可以做，用空間望遠鏡就顯得太浪費了。

空間的優點，是沒有大氣，
沒有大氣，可以在大視場內得到高解析度的圖像。光學理論上，解析度決定於望遠鏡的口徑大小。但是當口徑超過一定尺度，理論解析度就小於大氣抖動帶來的影響。因此，地面上的望遠鏡如果不對大氣抖動進行改正，就受限於大氣抖動造成的像元彌散效應。在地面上最好的台址，解析度極限是0.5角秒，而哈勃望遠鏡的解析度可以小於0.1角秒。

沒有大氣，很多被大氣阻擋的電磁波，就可以看到了。地球上只能在光學，近紅外，亞毫米，射電波段進行觀測。X-ray, gamma-ray, 紅外，紫外的觀測，幾乎只能在空間進行。

那麼地面的好處是什麼呢？最主要是可以把望遠鏡建的很大。這就提高瞭望遠鏡收集光線的能力。更大的望遠鏡口徑，可以觀測到更暗弱的天體。而且同樣的口徑，地面的望遠鏡更便宜，更容易修理。更容易升級從而保持更長的使用壽命。

感覺是「何不食肉糜」的現代天文版……

分不同的波段來討論這個問題。

1、射電波段（米波、厘米波、毫米波）
這個波段的主力是地面望遠鏡。這個波段最酷炫的裝置有經常在各種科幻電影中出現的VLA（甚長基線干涉陣列，Very-long baseline array）。好多天線兩兩之間的連線稱為一條基線，基線的長度決定這對天線對平面波入射方向的分辨能力。另外，天線面越大，靈敏度就越高。所以總的來說就是基線越長越好，天線越大越好。而且因為有閉合相位技術，所以其實也不大受大氣層的影響。所以近期看來比較好的解決方案就是地球上放一堆天線，月球上也放一堆，最好在多發射一些類似Spektr-R這樣的幾十萬公里軌道高度的天線在空間中。

2、微波（亞毫米、微米）
由於大氣層中水氣對微波的吸收，最好的觀測地點是西藏、南極、太空。由於要求感測器異常靈敏，本身的溫度要非常低，所以最好的地點就是太空。例如，現在人造的運行溫度最低的儀器就是普朗克衛星，一台微波波段的空間天文望遠鏡。

3、紅外（微米）
類似微波波段，由於對熱源敏感，所以最好的場所是空間。

4、可見光（幾百個納米）
異常豐富。一方面我們希望望遠鏡看得遠，也就是需要它口徑大，能看到更為暗弱的天體，紅移更高的天體；另一方面我們希望它眼神犀利，也就是不希望大氣層影響入射波前。所以目前地面上的望遠鏡可以主流做到8米、10米口徑，現在正在朝30米口徑努力；空間上最大的也就是2.4米的哈勃了，現在正在弄JWST，弄好了也不過就是6.5米而已。空間上不是不能弄很大，但是成本太高了，科研是理想主義的，但科研經費是很現實主義的。

5、紫外（幾十個納米）、軟X射線（納米以下）、硬X射線（按電子伏計算更為方便的波段）、伽馬射線（能量高到要用徑跡重建來探測了，已經沒辦法聚焦了）
大氣層很好，替我們阻擋了這些能量比較高然而又不太高的射線，所以地面上想看這個波段非常困難，我們要想研究這個波段，只能靠放衛星了。所以目前高能天體物理學實驗基本上和空間天文實驗是重疊的。早年也有靠高空氣球或者火箭上掛個照相機來觀測的。

綜上所述，地面天文望遠鏡有獨特的優勢，且空間天文望遠鏡有成本方面的短板，所以未來地面天文望遠鏡還是會不斷發展的。

一個很主要的原因應該是空間望遠鏡的口徑會受到火箭的限制，而地基望遠鏡就不存在這個問題，比如下面的世界主流望遠鏡口徑對比圖：
（我只是來上圖的，誰想拿去用儘管拿好了）

1、美國佬造了空間望遠鏡，但他們不給我們用，我們只好自己造個地面望遠鏡。
2、終於有一天，我們國家造了空間望遠鏡，但只給中科院用。但不是全國的天文行業從業者都在中科院吧，只好各自造地面望遠鏡。
3、終於有一天，國家把空間望遠鏡連上網，只要交費就可以用。但不是人人負擔得起昂貴的空間維護費，只好還是用自己的地面望遠鏡。
4、終於有一天，國家說空間望遠鏡免費用，你自己登陸網站就可以。但我發現那望遠鏡看的星空不是我需要看的地方。我還是用自己的吧...(嗯，我只是想看看對面宿舍的妹子)。

往下看補充.....你抬頭看到的北斗七星，在大熊座，離你大概50光年，1光年大概是9.46萬億千米，萬，億，千，米。你都能看這麼遠，這麼高科技的望遠鏡看的更遠是不是不那麼奇怪了。其實如果一顆大猩猩足夠大足夠亮，再遠你就能看得到。補充1:唯一的回復問是不…

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我知道百度貼吧有個吧叫天文吧，裡面都是討論自己最近又用小望遠鏡看到了什麼天體，宇宙的絢爛，言語間滿是快樂驚喜。如果全世界就只剩下了一個大望遠鏡，那麼置普通人觀測宇宙的樂趣於何處了，如果真到了這麼一天，那才是最可怕的。

我來答非所問一個。
題主提到：

比起地面，感覺不會受到大氣干擾的空間望遠鏡在觀測中優勢更多，實際情況是這樣嗎？

這句話貌似有些問題。
天文中很重要的一句話，我們在最早第一門天文專業課的時候就被教導：

天文不談波段都是耍流氓。

那麼題主問到的是什麼波段呢？
例如X-ray/或者Gamma暴，地面是不具備這些窗口的，又怎麼能觀測呢，對不對。
那麼我在這裡所說的窗口分別是什麼呢？
你可以去谷歌上搜一下有關於「天文台」的圖，那麼地面觀測站代表的形象應該只有兩個：
鍋——無線電接收機——射電波段
鏡子——（就是鏡子啦）——可見光波段
這兩個波段就是所對應的窗口了，他們就像是窗戶一樣，允許特定頻段的電磁波透過大氣層
來到地面附近，被我們的「望遠鏡」接收到。
不知道題主問的是哪一個，而每一種望遠鏡對應的問題和優勢也都完全不同。
-----------------不知道該不該留坑誒

剛看了一個關於如何讓PPT扁平化的問題，所以在這裡回答的時候要運用一下扁平化。你看我的字體夠扁平嗎？背景色夠不夠白？

文字要簡約。

一、成本。

二、口徑。

三、壽命。

四、時間。

五、目的。

THANKS

觀測時間：軌道上的使用時間較短，地面的天黑了到天亮了時間段更長
使用資格：軌道上的有些國家不能使用，只能眼巴巴的看著
保養費用：在天上飛的保養費用什麼的還是更貴的

暫時想到的就這麼多了

有個很重要的因素持續觀測時間。
太空望遠鏡為了方便數據反饋，必須位於近地軌道，近地軌道的周期是90分鐘左右，也就是說大部分天區，空間望遠鏡只能持續觀測約45分鐘。而地面上的望遠鏡可以整夜觀測。

在數據採集方面，空間望遠鏡的數據返回地球時更容易受到干擾、損耗。如果是儲存再取回的方式，成本太高。

空間望遠鏡的維護檢修，都難度大且成本高。

暫時想到這麼多

A：咱們的空間望遠鏡怎麼有點模糊啊？
B：好像有個螺絲鬆了。
A：哦，那我跟老大說下叫他發個飛船上去緊一緊。

既然有了原子彈為什麼還要發展槍？！！！！

我來簡單分析一下啊：
1.太空望遠鏡數量太少，與天文研究需求相比是僧多粥少；
2.受太空發射能力限制，太空望遠鏡口徑不如地面望遠鏡大；
3.自適應光學技術的出現，能夠補償由大氣湍流或其他因素造成的成像過程中波前畸變，地面望遠鏡的成像質量已經接近太空望遠鏡的水平。

吐槽的。
既然有最好的，為什麼還要次好的。只有有了第一，難道其他存在都沒有價值。
大家都用最好的，公平就是怎麼簡單。可是你不是最好的人還有必要存在嗎！

正經的。
無論什麼物品，包括人；都要結合a效用，考慮b實際使用和c成本，設計最優的。a.b.c三者此消彼長的關係。

現實點吧

成本問題！不考慮成本，我也想去月球看木星環。

啊哈，TPO聽力有篇lecture解釋了，我回去翻翻

根據我所了解到的，別說空間望遠鏡，就是地面上的射電望遠鏡，每天的工作幾乎都是排滿了的，想用都得預約。所以即使有空間望遠鏡，地面上也要建好多，根本不夠用