空間城的建設，表明人類麵臨進入一個大規模開發、利用外層空間的時代。在利用空間的過程中，勢必要有意識地改變空間環境。一方麵，需要探索空間有哪些可供利用之處，怎樣才能改變它使之更好地為人類服務。另一方麵，更為重要的是人們必須研究並回答，宇宙到底能允許我們走多遠？這種頻繁的空間活動，對脆弱的空間環境將產生什麼樣的影響？空間等離子狀態大規模的改變，會不會導致明顯的太陽風和太陽活動能量傳輸渠道的改變？空間氣體成分的變化，會不會導致地麵紫外線或X射線輻射劑量的增大？外層空間所能承受的限度到底有多大？所有這些全人類麵臨的重大問題，將有待於立誌獻身於航天事業的青年作出貢獻，而不是滿足於從別人那裏尋求答案。
空間天文觀測站地球周圍的大氣是人類從事社會、生產活動不可缺少的保護層，但它對於天文學家來說，卻是一種嚴重妨礙觀測的屏障。天體在不斷地發射著從10-12厘米至108厘米範圍內的電磁波，這些電磁波按其波長由短到長排列，大致可分為γ射線、X射線、紫外線、可見光、紅外線、射電波等波段。
地球大氣吸收從超長波到γ射線的全部電磁輻射，僅在可見光區附近和無線電波區留下兩個可憐的窗口，因此，包含有豐富天體物理信息的絕大部分天體輻射，被地球大氣阻擋和吸收。地球大氣在地表麵附近，由於溫差形成氣體的強烈對流和湍流，嚴重地引起光線無規則隨機偏析，破壞了光線波陣麵的平麵性，從而歪曲了天體的星象，同時也嚴重削弱了天體的光度。
利用空間的低壓、真空、微重力、高遠位置等特點，在地球外層空間開展空間天文觀測研究可克服上述的種種不利因素，將給天文學開辟無限廣闊的新天地。因此，在空間城上設立空間天文觀測站與地麵相比，有以下一些優點：沒有大氣折射，可消除因折射帶來的觀測誤差；不存在大氣對某些波段的選擇吸收，能用可見光和其他所有波段進行天體測量；沒有大氣漫射，天空總是黑的，在儀器工作期間可連續進行觀測；沒有大氣閃爍，得到的星像質量較好；沒有重力，望遠鏡筒不會彎曲。
空間天文觀測站將極大地提供擴展宇宙天體電磁輻射譜探測的可能性，獲得清晰的天體圖像，揭開天體的真實麵貌，並能以極高的精度，測定天體的方位和運動狀況。
空間天文觀測站的科學工作者，首先感興趣的問題，當然也是被關在地球大氣窗口外的各種電磁波段的探測，也就是對γ射線、X射線、遠紫外線、遠紅外線以及短波至甚長波的射電電波的探測。眾所周知，射電天文學是以無線電接收技術為觀測手段，觀測對象遍及所有天體，從近處的太陽係天體到銀河係中的各種對象，乃至極其遙遠的銀河係以外的目標。20世紀20世紀60年代的四大天文發現，即類星體、微波背景輻射、射電脈衝星以及星際有機分子，都是與射電天文學的發展密切相關。