Trái đất mà ta sống có một lớp “áo giáp” rất dày, đó là bầu khí quyển (khoảng 3.000 km) (nhưng tầng mật độ dày đặc chỉ khoảng mấy chục km), nhờ nó bảo hộ mà con người mới tránh khỏi sao băng từ vũ trụ bay đến, một số loại tia có hại và sự nguy hiểm của các hạt vũ trụ. Nó còn bảo đảm nhiệt độ cho bề mặt Trái Đất. Do đó, tầng khí quyển này rất có ích.
Nhưng cũng chính tầng khí quyển này đã đưa lại cho ta không ít phiền phức, khiến cho việc tìm hiểu các hiện tượng trong vũ trụ bị hạn chế rất nhiều. Ví dụ về mặt nghiên cứu thiên văn, sự nhiễu động của không khí gây ra các ngôi sao nhấp nháy, khiến cho kính viễn vọng nhìn thấy các ngôi sao rất mờ, cũng ảnh hưởng đến độ phóng đại của kính viễn vọng (nói chung hệ số phóng đại không thể vượt quá 1000), nhiều thiên thể xa xăm và tối không thể quan sát được. Tác dụng chiết quang và tán sắc của không khí sẽ làm vị trí, hình dạng và màu sắc các thiên thể lệch đi.
Tầng khí quyển còn hấp thu phần lớn các tia hồng ngoại và tử ngoại khiến cho con người trên mặt đất không thể nghiên cứu được chúng. Sóng vô tuyến bước sóng dài không thể xuyên qua tầng khí quyển khiến cho phạm vi quan trắc của kính viễn vọng điện tử trên mặt đất bị hạn chế. Còn sự biến đổi của khí hậu như mưa, trời âm u cũng khiến cho các đài thiên văn quang học trên mặt đất không thể quan trắc được, cho nên các nhà thiên văn mơ ước đưa kính viễn vọng lên vệ tinh, xây dựng đài thiên văn ngoài tầng khí quyển, từ đó có thể nhìn thấy được nhiều hơn bộ mặt thật của các thiên thể. Trên đó các ngôi sao không còn nhấp nháy, ánh sáng Mặt Trời cũng không có hiện tượng tán xạ, quan trắc rất thuận tiện, có thể quan trắc được các quầng tán của Mặt Trời bất cứ lúc nào. Hơn nữa trên trạm vệ tinh nhân tạo, trạng thái mất trọng lượng sẽ không gây ra sự lo ngại kính viễn vọng bị biến dạng, dù là kính viễn vọng quang học hay kính viễn vọng vô tuyến đều có thể nâng cao hệ số phóng đại. Từ thập kỷ 60 đến nay, các nước đã phóng hàng loạt vệ tinh thiên văn, thiết bị thăm dò hành tinh và các thiết bị thăm dò không gian giữa các vì sao, từ đó mở ra một thời đại mới nghiên cứu thiên văn trong vũ trụ của nhân loại, mở ra con đường rộng lớn cho nghiên cứu thiên văn, khiến cho năng lực nhận thức thế giới, cải tạo thế giới của con người tiến thêm một bước.