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Um observatório espacial é um conjunto de um ou mais telescópios com seus instrumentos associados, posto em órbita fora da atmosfera terrestre, com o propósito de efetuar observações astronômicas que seriam muito difíceis se fossem realizadas na superfície da Terra.

Telescópio Espacial Hubble

Alguns observatórios espaciais são o Telescópio Espacial Hubble, o XMM, o Chandra, o Spitzer, o SOHO, o ISO e o Herschel.

Os observatórios espaciais incluem os satélites astronômicos, que permanecem em órbita ao redor da Terra ou ao redor de outros planetas, e as sondas interplanetárias enviadas para estudar planetas, cometas e asteroides.

Muitos dos satélites astronômicos e algumas das sondas interplanetárias levam a bordo pequenos ou grandes telescópios para observação de corpos celestes nas banda óptica do espectro eletromagnético, ou mesmo no infravermelho e no ultravioleta. Mas o telescópio é apenas um dos instrumentos usados pelos astrônomos no estudo de corpos celestes. Outros instrumentos são usados para medir emissões na faixa de radiofrequências (especialmente em micro-ondas), ou em raios X e raios gama; para medir a intensidade de campos elétricos e magnéticos; o fluxo de partículas; a intensidade de campos gravitacionais; etc. Alguns instrumentos usados para captura de imagens de planetas, satélites, cometas, meteoroides e outros objetos celestes, pelas sondas interplanetárias, usam apenas uma câmera CCD acoplada a um sistema óptico, mas não a um telescópio, propriamente dito. Neste contexto, usamos o termo "observatório espacial" para designar qualquer engenho construído pelo homem e colocado no espaço, para fins astronômicos, independente de portar um telescópio ou não.

Quanto aos seus propósitos, os "observatórios espaciais" também podem ser dividido em duas classes:

  • missões --- que são enviados ao espaço com propósitos específicos, como é o caso da missão CoRoT, e que podem até ser usados para fins de levantamentos (surveys) do céu inteiro.
  • observatórios, propriamente ditos --- usados para fins mais gerais, como foi o caso do EXOSAT e do Telescópio espacial Hubble, mas que podem se restringir a observar regiões específicas do céu.