然而，無論―工作得多麼好，它仍將受空氣的影響。它對近紫外以外的短波區、對大部分的紅外區、對長波無線電區都仍然是“瞎子”。它受陰天以及與空氣的存在分不開的種種幹擾的影響。
在地麵上，射電望遠鏡也已瀕臨極限。因為射電望遠鏡已經用整個地球的直徑作為基線了，所以進一步提高分辨率看來已不太可能。
所以，毫無疑問，隨著人類在火箭技術方麵取得的新進展，下一步就是發展外層空間中的望遠鏡技術。在那裏，射電望遠鏡的作用頗受限製。太陽風就像一種稀薄的大氣，幹擾微波接收，尤其是波長較長時，幹擾更厲害。如果將協同工作的射電望遠鏡放在空間站，或者甚至放到月球上的話，那也隻有當波長小於10厘米時，才有較大的可能改善分辨率。
對於空間光學望遠鏡而言，太陽風的牛擾很小。太空中的光學望遠鏡能接收合部電磁波譜，而不為大氣散射光或望遠鏡各部件的重力畸變所影響。
海爾反射望遠鏡可以辨認月球上大小約為900米的特征。而同樣一架望遠鏡在大氣層外，沒有空氣抖動的幹擾，卻能分辨小到30米的物體。而到了天文學家不再需要依靠望遠鏡遙遠地研究月球的那一天，由於不存在空氣而帶來的好處也還會擴展到天空中所有的其他物體。
確實，人們已經在軌道上放置了望遠鏡。但是，它們相對說來都較小，而且必須自動地工作。要求自動運轉使得浙大為複雜。這使望遠鏡的絲較短，用途也很有限。
在空間，也已有了人工操縱的望遠鏡。1973年5月到1974年2月之間，3人飛行小組曾在3種不同場合操縱了空間站“天空實驗室”上的設備。第一次工作1個月，接著2個月，最後3個月。總共6個月中，望遠鏡最有興味的觀測目標乃是日冕和科霍台克彗星之類的天體。
天空實驗室裏有人，那是很有好處的。他們能夠糾正一些降到空間站的意外事故，進行維修，而且，就現在的設計技巧而言，他們在處理所研究的問題時，當然要比任何機械裝般活得多。
但是，天空實驗室裏使用的望遠鏡是小型的，需要更大更好的望遠鏡。
1962年就曾建議可以將口徑大到305厘米的反射望遠鏡送人軌道。
這樣一架軌道望遠鏡不受重力牽引的影響，所以它比一架同樣的地麵望遠鏡輕得多。裏克天文台305厘米反射望遠鏡重約130噸，而打算發射的大型空間望遠鏡卻隻有11噸重。大型空間望遠鏡既輕又不為重力牽累，這使它適於以前所未有的精度自動轉。
事實上，這樣一架望遠鏡已在美國國家航空和航天局(凡―)針劃下進行設計。其鏡筒長12.5米。如果政府的資助維持不變，則可以1981年送人軌道。這架望遠鏡將自動操作，但是一些飛行小組將乘航天飛機按期隨訪。天文學家們的定期到來則可更換部件，運送維修設備，組織新的觀測程序等等。望遠鏡允許有人操作，就使自動裝置非得保險不可的必要性減小了，從而使費用大大降低，而儀器的用途卻大為增廣。
計劃把大型空間望遠鏡送到地麵上空650~1000千米高的軌道上去。低於這個高度，稀薄的高層大氣不用多少年就會使望遠鏡掉回地麵；而在此高度以上，又要受到磁層影響。在此範圍之內，隻要管理恰當，大型空間望遠鏡至少可以保持有效工作10年，而且很可能更加長久。
在軌道上，大型空間望遠鏡將工作到近乎由光的本性所確定的極限(因為沒有重力的與大氣的畸變），它應能探測到那些極暗淡的天體，它們比地麵上那架更大的海爾反射望遠鏡觀測到的最暗天體還要暗100倍，它能產生直徑小於0.1弧秒的清晰物象，且能記錄暗到29星等的天體。於是，人的目光便又向宇宙深處延伸了10倍之遙。
既然大型空間望遠鏡可用於觀測整個電磁波譜，它就能以前所未有的精度和細節來研究紫外區和紅外區。大型空間望遠鏡將能在一切條件下工作，因為惡劣的天氣不會影響它，而且即使太陽出現在近旁也不會妨礙對星星的觀測。
當然不可能確切地預言大型空間望遠鏡將會有什麼新的發現一一正象無法預言伽利略的望遠鏡會看到有4顆衛星在木星的周圍，無法預盲羅斯的“利維亞森”會發現旋渦星係，也無法預言射電望遠鏡會發現類星體和脈衝星一梓0
但是，我們可以確信，大型空間望遠鏡可以（比方說)—球狀星團較裏麵部分的恒星，這將使我們對於恒星演化的知識比現在豐富得多。
通過非常暗弱的河外星係一在空間上相距10億光年以上、且因而在時間上相差10億年以上的星係一大型空間望遠鏡將使我們有可能獲得了為了在種種宇宙理論之間進行選擇所必需的資料，天文學家們現在正在為這些理論大傷腦筋。
它收集的資料最終也許會明確地告訴我們，宇宙是否將永遠膨脹下去，抑或膨脹正在減緩且將繼之以相反方向的收縮，最後又在一種巨大而永恒的脈動之中開始重新膨脹。
它能幫助我們更加了解宇宙中的激烈事件，更加了解類星體、正在爆發的星係以及形成黑洞的重力擠壓。
這樣，它軾告訴我們：宇宙是怎樣開始的，它又將怎樣結束。通過研究，我們甚至還可以知道，結束之後又將會怎樣，以及是否又會有一個新的開端，還有，在現在這個開端之前曾經有過什麼，以及在此之前是否又有過一個更早的末日。假如大型空間望遠鏡果真能使人的智慧伸展到時空的開初和盡頭，作為人類最初把驚奇的眼睛抬向燦爛的天空而開的那些事件的延續，這該是一個多麼輝煌的頂點啊！