确定一颗恒星的光度，这是确认恒星距离的必要条件。恒星的视差是少数不需要透过物理假设得知恒星距离的方式之一，而地面的望远镜因为大气层扰动和仪器误差而无法得到足够精确的视差量测结果。观测光度最微弱的天体可以使恒星光度模式更加完整。所有天体到达一定亮度时都必须被量测以获得无偏差的样本。必须要有大量的观测对象以解释恒星演化中较快速的阶段。观测银河系中大量天体对于了解银河系的动力学模式也相当重要，要注意的是，10亿颗恒星仍不到银河系总恒星数量的1%。对恒星的天体测量和观测恒星在银河系中运动状态是了解各种恒星分布模式的必要方式，由其是较远处恒星的。

可对超过10亿颗恒星进行天文测量 ，可观测最暗恒星为V波段视星等20等。确认恒星的位置，依恒星表面颜色的不同，V波段10等恒星的精确度可达7 μas，相当于在1000公里以外测量一根头发的直径;15等时精确度约12到25 μas，20等时则是100到300 μas。确认距离地球最近恒星的距离误差约0.001%。而距离地球约3万光年，接近银河系中心的距离误差20%。量测4000万颗恒星的切向速度精确度预期至少0.5 km/s。精确量测1000颗系外行星的轨道和轨道倾角，并以天文测量法确认行星的真实质量。盖亚任务其他相关于基础物理的观测则有侦测阿尔伯特·爱因斯坦广义相对论预测的，光因为太阳重力场而弯曲的程度;因此可以直接观测时空的结构。。

盖亚空间望远镜于2013年12月19日 在圭亚那太空中心使用联盟号运载火箭发射升空。目前已抵达地球轨道 的 L2 拉格朗日点附近以利萨如轨道运行。

盖亚空间望远镜将反复扫描天空，平均每隔5年有70次观测10亿颗恒星内的每颗恒星 。盖亚不仅把恒星的位置和运动绘制成图，还将测量每颗恒星的关键物理性质，例如亮度、温度和化学成分等。为实现目标，盖亚太空望远镜将缓慢转动，让它的2部望远镜掠过整个天空，然后让这些望远镜各个部分的光同时聚焦在一部数码相机上。

"盖亚"探测器的优异之处在于其搭载了被称为"十亿像素阵列"的超级相机， 被喻为"盖亚之眼"，是欧洲空间局打造的数字成像系统 ，拥有前所未有的观测分辨率 ，科学家试图通过"盖亚"超级相机探测器绘制银河系的三维地图 ，并揭示星系的组成结构、形成以及未来的演化。

盖亚上面搭载的光谱仪将会提供每一颗恒星的详细物理特征，并对它们的光度、有效温度、引力以及元素组成进行分析。这种大规模的恒星调查活动将会 为我们提供有关银河系的起源、结构和演化的观测数据。与此同时，还会对大量的类星体、河外星系、系外行星以及太阳系内的天体进行观测和测量。

每过十年，美国的天文学家就会对未来进行一次规划，列出他们最想要的东西。这一做法使得美国天文学界在最核心的问题上形成了统一战线，可以同仇敌忾、一致对外。在2000年天文学家们公布的清单上，下一代空间望远镜占据了显赫的位置，它将接替哈勃空间望远镜(HST)挑起美国天文学的大梁，并且使得美国天文学继续保持"领跑"的态势。

这就是詹姆斯·韦布空间望远镜(JWST)，它先进的光学系统、独特的轨道以及有别于HST的工作波段将给我们带来一个全新的宇宙。但同时它不断上涨的成本，也在不断地拖累美国航宇局(NASA)整个的空间科学计划。这也使得它自诞生那一刻起就处在风口浪尖之上。

尖端技术放眼早期宇宙

甚至在HST发射前一年的1989年，美国空间望远镜研究所的天文学家就开始筹划下一代空间望远镜了。按照目前的计划它将在2014年发射。作为燞ST的接班人，JWST将扛起下一代空间望远镜的大旗。

不过HST主要观测的是可见光和紫外波段，而JWST的优势则在红外波段。位于大气层之上的JWST可以对波长从0.6微米(可见光谱红端)到28微米(远红外的起始)的辐射一览无遗。JWST6.5米的直径也让它变得十分灵敏，在红外波段它拥有犹如HST在可见光波段的分辨率，它还可以看到比HST犓?芸吹降淖畎等醯奶焯寤挂?瞪?0~100倍的天体。

为此JWST将采用一系列的尖端技术，例如由铍制成的超轻型光学系统、超灵敏红外探测器以及一个能让中红外探测器长期维持在7开的制冷机。进入红外波段意味着望远镜必须要有较大的口径，但是这也带来了发射上的麻烦。JWST的反射镜实在太大，目前现有的任何火箭都没有办法把它送上天。因此不得不"化整为零"，先将镜面收起来待发射入轨之后再将镜面打开。而为了在红外波段进行观测，JWST还必须远离热源。它会使用多层结构来保护望远镜免受阳光照射，同时还要远离地球的影响。为此JWST将会被发射到距离地球达150万千米的第二拉格朗日点附近，在那里它能具有比HST更大的可视天区。但是一旦JWST牫隽巳魏挝侍猓?绱艘T兜木嗬胧沟孟肴ノ?薜暮教煸币仓荒芡?笮颂尽K?訨WST必须一开始就在每个细节上都表现完美才行。除了被动的降温方式之外，JWST还会用制冷机来给自己降温。这使得它不会像先前的空间红外望远镜(例如斯皮策空间望远镜)那样工作寿命受到制冷剂供应的制约。

在红外波段的观测能力并不是可有可无的，它是必需的。如果你想深入早期宇宙，那么进入红外波段是你唯一的选择。理论认为，在大爆炸的光辉褪去之后，宇宙进入了一个长期的"黑暗时代"。最终，低温物质聚集坍缩形成了第一代恒星，出现了第一缕光。这些最早的恒星正以极高的速度远离我们，这会拉伸到达我们的光线，使得它的波长到达光谱的红端。一般认为，第一代恒星在大爆炸之后小于10亿年的时间里便开始发光，所以它的红移值可以达到20甚至更大--导致可见光进入红外波段。这就是为什么具有惊人视力的HST没有在红移大于7的地方发现这些天体的很大一部分原因。JWST会解决这个问题。年轻的恒星会发出紫外辐射，经过值为15的红移之后就会进入波长为1.9微米的红外波段，这正好位于JWST的最佳工作波段。

1、测量银河系内10亿颗恒星的位置、距离以及本证运动。

2、探测上万个系外行星系统。

3、寻找运行在地球和太阳之间区域的阿波希利型小行星(Apohele asteroids)。因为该区域总是被强烈的阳光所照射，所以很难用地基的望远镜进行观测监视。

4、探测50万颗遥远的类星体(Quasar)。

5、对阿尔伯特・爱因斯坦的广义相对论进行更加精确的测量。