Az atmoszférán kívüli csillagászat a csillagászat azon ága , amelyben a kutatást a Föld légkörén kívül elhelyezett műszerekkel végzik . A Föld felszínén elhelyezett műszerekkel végzett vizsgálatokkal ellentétben az atmoszférán kívüli csillagászat számára az elektromágneses sugárzás teljes spektrumát alkalmazó vizsgálatok állnak rendelkezésre, ami széles távlatokat nyit a kutatás számára. [egy]
Emellett a megfigyelőeszközök eltávolítása lehetővé teszi a távcsövek felbontásának a diffrakciós határhoz való közelítését, rádióinterferométerek alkalmazása esetén pedig korlátlan nagyítási lehetőséget nyit az interferométer alapja számára. A Föld körüli pályán elhelyezett csillagászati műszerek mellett a légkörön kívüli csillagászati műszerek közé tartoznak a Földtől távol eső optikai műszerek is. Ide tartoznak különösen a Naprendszer más testei közelében keringő pályákon elhelyezkedő, kutatásaikat végző automata bolygóközi állomások. Az egyik legtávolabbi optikai műszer a Voyager, amely a Naprendszer peremén lévén olyan megfigyeléseket tudott végezni, amelyek gyakorlatilag mentesek voltak az ultraibolya megvilágítástól a napfény szóródása miatt a Naprendszerben .
Valószínűleg az atmoszférán kívüli csillagászat kezdete az első Galilei távcső megalkotásához köthető . Szinte azonnal megállapították, hogy a távcsőnek a Föld felszínétől való elmozdítása jelentősen javítja az égi objektumok képét (azonban az akkori csillagászok rendelkezésére álló távolságok szempontjából a kép javításához nem a légköri nyomás csökkenése a fő hozzájárulás , hanem úgy, hogy a műszert olyan helyre helyezzük, ahol alacsonyabb a por és egyéb szennyeződés).
A légkörön kívüli csillagászat további fejlődése a 40-50 km-es magasság elérésére képes nagy magasságú léggömbök használatához kapcsolódik. A léggömbök használata lehetővé tette a légkör vízgőzzel telített felszíni rétegei fölé emelkedését, és nagymértékben az ózonréteg leküzdését (az ózon maximális koncentrációja kb. 27 km-es magasságban figyelhető meg, ahol a az ózon molekulakoncentrációja körülbelül 3 10 -6 ). Ezen magasságok elérése lehetővé tette, hogy 200 nm-nél nagyobb hullámhosszú sugárzással külön méréseket végezzenek. A légkörön kívüli csillagászat sikerének következő állomása a 100 km-es magasság elérésére képes rakéták széles körű használatának kezdete volt, amely lehetővé tette az ózonréteg teljes túllépését, és kiterjesztette az elektromágneses spektrumát. 80 nm-ig a kutatáshoz elérhető sugárzás. Ráadásul e magasságok elérése megnyílt az egyéni röntgenvizsgálatok lehetősége. Annak ellenére, hogy a rakéták használata lehetővé tette a csillagászati műszerek magasságának megduplázását, a rövid repülési idő, a kis repülési súly és a hosszú expozíciós idők nehézkessége a rakéta giroszkópos stabilizálására oda vezetett, hogy régóta használták egymással párhuzamosan a léggömböket és a rakétákat. A légkörön kívüli csillagászat ezen szakaszának fő eredménye a Nap képének beszerzése a 300 nm-nél kisebb hullámhosszúságú területen. És végül a légkörön kívüli csillagászat gyors fejlődését elősegítette az űrkorszak kezdete, amely lehetővé tette nemcsak a megfigyelő létesítmények messze túljutását a Föld légkörén, hanem a vizsgált objektumok közvetlen közelébe helyezését is. .
A rádiócsillagászat fejlődésének kezdeti szakaszában a kutatók érdeklődésének fő tárgyai a Föld és a Nap voltak. Az 1957. november 3-án a Szovjetunióban felbocsátott szovjet Szputnyik-2 műholdra telepítették az első föld-közeli pályára állított csillagászati műszereket . A kemény sugárzás (0,1-12 nm) tartományában a nap megfigyelései mellett a Szputnyik-2 berendezés először tette lehetővé a Föld sugárzási öveinek jelenlétének észlelését (érdekes megjegyezni, hogy a rádióamatőrök a világ minden tájáról fontos szerepet játszottak a Föld sugárzási övei határainak meghatározásában, akik a Szputnyik-3 jeleit rögzítették, a sugárzási övezetek határainak tanulmányozásával foglalkoztak). A Szovjetunió által 1957-1960-ban végzett későbbi kísérleti megfigyelések lehetővé tették a korona plazma hőmérsékletére vonatkozó adatok beszerzését. A napszél jelenlétét először a Luna-1 és Luna-2 automata állomások észlelték. A naptevékenység szisztematikus és hosszú távú megfigyelései (amelyeket a Szovjetunió a 60-as években indított el) lehetővé tették a Nap megfigyelt jellemzőinek változásai és a benne végbemenő fizikai folyamatok közötti kapcsolat felállítását.
A napkoronáról a röntgentartománynak megfelelő hullámhosszúságú tartományban készült első felvételt a Naval Research Laboratory ( USA ) szakemberei készítették. Az általuk használt berendezés lehetővé tette a napkorong 0,1-es felbontásának elérését. A viszonylag alacsony felbontás ellenére a vizsgálat alapvető eredménye a napkorona rövidhullámú sugárzása anizotrópiájának kimutatása és több aktív zóna regisztrálása volt (amely nagyjából egybeesett a deciméteres sugárzás zónái-forrásaival). A légkörön kívüli csillagászat fejlődésének következő szakasza a Naprendszer különböző testeinek tanulmányozásával kapcsolatos. E tanulmányok megvalósításához az egyik alapvető feladat a második kozmikus sebesség elérése volt. Számos meghibásodás után ezt a problémát az AFM Luna-1 megoldotta. Szoftverhiba miatt a repülési program részben elkészült, a repülés eredményei között említhető a Föld külső sugárzási övének felfedezése és a Hold mágneses terének hiánya. A Hold túlsó oldaláról az első képet az AFM Luna-3 készítette, amely amellett, hogy fényképes információkat szerzett a Holdról, lehetővé tette az űrhajók számára meghatározó jelentőségű stabilizációs és tájékozódási rendszer kidolgozását. a légkörön kívüli csillagászat későbbi fejlődése.
A Hold tanulmányozásával szinte egyidejűleg kísérleteket tettek a Vénusz tanulmányozására. A szovjet repülőgépek sorozatos meghibásodása után (amely azonban lehetővé tette a legfontosabb technológiai információk megszerzését a repülőgépek űrben való működésének jellemzőiről) az amerikai Mariner-2 repülése sikeresnek bizonyult , képes volt a vénuszi légkör hőmérős mérésére, keringésének periódusának meghatározására és a mágneses térerősség mérésére.