Ein Weltraumteleskop ist ein Teleskop, das sich außerhalb der störenden Erdatmosphäre im Weltraum befindet. Vorteile des Weltraums für Teleskope sind fehlende Luftunruhe, Zugang zu von der Atmosphäre verschluckten Bereichen elektromagnetischer Strahlung wie Gammastrahlung, Röntgenstrahlung, und Infrarotstrahlung, sowie die Möglichkeit sehr langer Basislinien zum Beispiel in der Radiointerferometrie (siehe z.B. HALCA) oder für die Suche nach Gravitationswellen (siehe LISA).
Meist befinden Weltraumteleskope sich in der Umlaufbahn um die Erde, aber zukünftige Teleskope sollen zunehmend die Lagrange-Punkte der Erdumlaufbahn besetzen. Bereits heute befindet sich SOHO am inneren Lagrangepunkt L1, von dem aus die Sonne ununterbrochen beobachtet werden kann. Die Sonde zur Erforschung der kosmischen Hintergrundstrahlung WMAP kreist um den äußeren Lagrangepunkt L2, an dem die gleichzeitige Abschirmung störender Strahlung von Erde und Sonne einfacher ist. Eine weitere Möglichkeit sind Umlaufbahnen um die Sonne wie beim Spitzer Space Telescope.
Zur Zeit sind unter anderem das Hubble-Weltraumteleskop, das Chandra-Weltraumteleskop, das Spitzer-Weltraumteleskop und der Galaxy Evolution Explorer im Einsatz. Geplant ist ein Nachfolger für das Hubble-Weltraumteleskop, das James Webb Weltraumteleskop.
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