Dado que las ondas electromagnéticas son la principal fuente de información para la astronomía, los telescopios y detectores juegan un papel importante a la hora de recolectar y analizar estas ondas. Los telescopios más grandes recogen más luz, lo que permite a los astrónomos identificar y analizar objetos muy débiles. Los telescopios más grandes también tienen más poder de resolución, lo que permite a los astrónomos estudiar los objetos con mayor detalle. Mientras que las primeras observaciones astronómicas se realizaban mirando directamente a través de un telescopio, los detectores de hoy en día permiten a los astrónomos documentar sus observaciones de manera objetiva, en muchas longitudes de onda diferentes.
Al conectar muchos telescopios, los astrónomos pueden hacerlos funcionar como un solo gran telescopio usando una técnica llamada interferometría. La resolución de los instrumentos combinados será la de un solo telescopio con un diámetro igual a la mayor distancia entre cualquiera de los dos telescopios más pequeños que han sido conectados. Esto permite a los astrónomos ver detalles más pequeños y finos en los objetos astronómicos, así como distinguir de forma separada una estrella y su sistema planetario.
La atmósfera de la Tierra absorbe radiación en la mayor parte del espectro electromagnético. Es transparente a la luz visible, algo de ultravioleta e infrarrojo, y a las ondas cortas de radio, por lo demás es mayormente opaca. La mayoría de las bandas ultravioleta y grandes porciones de luz infrarroja, así como los rayos X, no pueden penetrar la atmósfera. Por esta razón, la mayoría de los telescopios que captan luz distinta a la visible, radio y un número menor de otras bandas de longitud de onda, deben ser colocados en el espacio. Aunque la luz visible puede observarse desde la superficie de la Tierra, la turbulencia de la atmósfera terrestre afecta la calidad de las imágenes, por lo que algunos telescopios ópticos también se colocan en el espacio.
Pocos lugares en la Tierra proporcionan las condiciones de observación prístinas asociadas a las grandes altitudes, la ausencia de contaminación lumínica y la transparencia de la atmósfera a ciertas longitudes de onda. Estos lugares pueden ser a menudo hostiles, de difícil acceso, y suelen estar muy alejados de los grandes asentamientos humanos. Los astrónomos o viajan a esos lugares para realizar sus observaciones, o permiten que operadores locales con experiencia las lleven a cabo por ellos, o hacen uso de telescopios robóticos, que se operan de manera remota.
Los sondeos astronómicos han comenzado a producir grandes cantidades de datos, y esto aumentará enormemente en los próximos años. Esta evolución se denomina “Big Data Astronomy” (astronomía con grandes volúmenes de datos), donde el enfoque está en desarrollar formas novedosas de almacenar, entregar y analizar estos datos. Esto ha llevado al desarrollo de varios proyectos de ciencia ciudadana para aprovechar la aguda capacidad de reconocimiento de patrones de los humanos. Por otro lado, los telescopios e instrumentos modernos son costosos, y su construcción requiere una variedad de habilidades técnicas. En esta era de la “Big Science” (gran ciencia), estos equipos son construidos comúnmente por organizaciones internacionales o consorcios que involucran a numerosos institutos astronómicos de diferentes países.
El procesamiento de grandes cantidades de datos, procedentes tanto de simulaciones como de observaciones, requiere computadoras que sean capaces de realizar simulaciones complejas en poco tiempo. Las supercomputadoras actuales pueden realizar del orden de un par de cientos de cuatrillones de cálculos por segundo. Estas supercomputadoras permiten a los astrónomos crear universos simulados y compararlos con observaciones de estudios a gran escala.
Los datos disponibles de la mayoría de los observatorios profesionales son de acceso público. A lo largo de su carrera, los astrónomos suelen trabajar en diferentes países. Los grandes proyectos astronómicos, desde la construcción de telescopios e instrumentos hasta las campañas de observación coordinadas, se realizan con frecuencia en colaboración entre investigadores e institutos de diferentes naciones. La astronomía es global e internacional. Todos somos miembros de la tripulación de la “Nave Espacial Tierra”, bajo un solo cielo, explorando el cosmos.
Para explorar y aprender más sobre nuestro lugar en el Universo, hemos estado enviando sondas robóticas por todo el Sistema Solar. Algunas de estas sondas orbitan alrededor de planetas, lunas o incluso asteroides, mientras que otras han aterrizado sobre tales objetos. Entre algunos lugares del Sistema Solar que han sido visitados (aterrizaje, órbita o sobrevuelo) por sondas robóticas están todos los planetas, los planetas enanos Plutón y Ceres, nuestra Luna y lunas de Júpiter y Saturno, cometas y asteroides.
