ข้อดีและข้อเสียของการใช้กล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดิน

ในช่วงต้นศตวรรษที่ 17 กาลิเลโอ กาลิเลอีชี้กล้องดูดาวของเขาขึ้นไปบนฟ้าและจดบันทึกวัตถุในสวรรค์ เช่น ดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดี กล้องโทรทรรศน์มาไกลตั้งแต่กล้องโทรทรรศน์แรกสุดจากยุโรป ในที่สุดเครื่องมือเกี่ยวกับการมองเห็นเหล่านี้ก็พัฒนาเป็นกล้องโทรทรรศน์ขนาดยักษ์ซึ่งนั่งอยู่ในหอสังเกตการณ์ที่ยอดภูเขาและภูเขาไฟ เช่น เมานาเคอาในฮาวาย นักดาราศาสตร์และนักวิทยาศาสตร์ได้วางสิ่งประดิษฐ์ของพวกเขาในอวกาศเพื่อเสริมข้อมูลที่ได้จากกล้องโทรทรรศน์บนพื้นโลก แม้จะมีความสะดวกของกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดิน แต่ก็มีข้อเสียบางประการที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศไม่มี

กล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินมีค่าใช้จ่ายน้อยกว่ากล้องโทรทรรศน์อวกาศที่เทียบเคียงได้ประมาณ 10 ถึง 20 เท่า ราคาต้นทุนของกล้องโทรทรรศน์อวกาศ เช่น กล้องโทรทรรศน์ฮับเบิล รวมถึงค่าวัสดุ ค่าแรง และการปล่อยสู่อวกาศ กล้องโทรทรรศน์บนโลกมีต้นทุนน้อยกว่าเพราะไม่ต้องปล่อยสู่อวกาศ และวัสดุที่ใช้ในการสร้างกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินก็มีราคาไม่สูงนัก กล้องโทรทรรศน์ Gemini ภาคพื้นดินทั้งสองตัวมีราคาประมาณ 100 ล้านดอลลาร์ ในขณะที่กล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลมีค่าใช้จ่ายผู้เสียภาษีของสหรัฐประมาณ 2 พันล้านดอลลาร์

แม้จะมีคุณภาพของผลงาน แต่กล้องโทรทรรศน์ทั้งหมดจะต้องมีการบำรุงรักษาบ้าง วิศวกรบนโลกสามารถรักษาและแก้ไขความผิดปกติในกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินได้อย่างง่ายดาย ในขณะที่ทีม ของนักบินอวกาศและภารกิจอวกาศที่มีราคาแพงจะต้องรวมตัวกันเพื่อความล้มเหลวในอวกาศ กล้องโทรทรรศน์ ภารกิจในอวกาศแต่ละภารกิจนำอันตรายมาสู่ตัวเอง ดังที่เห็นได้จากหายนะของกระสวยอวกาศชาเลนเจอร์และโคลัมเบีย กล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าเพราะสามารถซ่อมแซมได้ค่อนข้างง่าย นาซ่าได้ทำภารกิจให้บริการหลายภารกิจที่ฮับเบิล ไม่ต้องพูดถึงภารกิจซ่อมแซมที่เป็นอันตรายมากมายที่ทำให้นักบินอวกาศลอยอยู่ในอวกาศเพื่อแก้ไขปัญหาของฮับเบิลด้วยตนเอง

เนื่องจากความไวต่อปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม กล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินจึงจำเป็นต้องได้รับการติดตั้งในจุดที่เฉพาะเจาะจง นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรต้องคำนึงถึงปัจจัยทางกายภาพที่แตกต่างกันเมื่อค้นหาตำแหน่งที่เหมาะสมเพื่อวางกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดิน หอดูดาวมักจะตั้งอยู่ที่ระดับความสูงที่สูงกว่า - 18 กิโลเมตร (11.2 ไมล์) เหนือพื้นโลกใกล้ เส้นศูนย์สูตรและสูงกว่า 8 กิโลเมตร (5 ไมล์) ในอาร์กติก - เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดผลกระทบของเมฆ ปก กล้องโทรทรรศน์จะต้องวางให้ห่างจากแสงไฟในเมืองเพื่อลดการรบกวนสภาพแสงของกล้องโทรทรรศน์ การทำงานของกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินที่เหมาะสมที่สุดต้องใช้อุณหภูมิและความดันต่ำ แต่เครื่องมือในอวกาศไม่ต้องการ ต้องการความเสถียรของสิ่งแวดล้อม เนื่องจากพื้นที่ว่างไม่มีความผันผวนอย่างมากในด้านแสง อุณหภูมิ และความดัน

บรรยากาศแบบเดียวกับที่ปกป้องชีวิตบนโลกก็รบกวนคุณภาพของภาพของกล้องโทรทรรศน์ด้วย องค์ประกอบและอนุภาคในชั้นบรรยากาศของโลกจะหักเหแสงเพื่อให้ภาพที่ตรวจพบจากกล้องโทรทรรศน์หอดูดาวดูพร่ามัว ชั้นบรรยากาศทำให้เกิดประกายระยิบระยับของดวงดาว แม้ว่าแท้จริงแล้วดวงดาวจะไม่ส่องแสงระยิบระยับในอวกาศก็ตาม แม้แต่การประดิษฐ์เลนส์ปรับแสง ซึ่งเป็นเทคนิคที่ลดผลกระทบของการรบกวนของบรรยากาศต่อคุณภาพของภาพ ก็ไม่สามารถสร้างความคมชัดของภาพของกล้องโทรทรรศน์อวกาศได้ ในทางตรงกันข้าม กล้องโทรทรรศน์อวกาศ เช่น ฮับเบิล ไม่ได้ถูกชั้นบรรยากาศขัดขวาง ดังนั้นจึงสร้างภาพที่ชัดเจนขึ้น

นอกจากภาพเบลอแล้ว ชั้นบรรยากาศของโลกยังดูดซับส่วนสำคัญของแสงหรือสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า เนื่องจากผลกระทบในการปกป้องชั้นบรรยากาศ กล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินจึงไม่สามารถรับ ส่วนที่เป็นอันตรายและมองไม่เห็นของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น รังสีอัลตราไวโอเลต รังสีเอกซ์ และ รังสีแกมมา สเปกตรัมส่วนเหล่านี้ช่วยให้นักดาราศาสตร์ดึงภาพดาวฤกษ์และปรากฏการณ์อวกาศอื่นๆ ได้ดีขึ้น ขาดข้อมูลที่จำเป็น นักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถคาดการณ์ข้อมูลเช่นอายุของ จักรวาล การกำเนิดของดวงดาว การดำรงอยู่ของหลุมดำและสสารมืดจนกระทั่งถึงการปรากฎตัวของอวกาศ กล้องโทรทรรศน์