天文卫星的作用很大，天文卫星的观测推动了太阳物理、恒星和星系物理的迅速发展，并且促进了一门新型的分支学科——空间天文学的形成。
天文卫星是对宇宙天体和其他空间物质进行科学观测的人造地球卫星。传统的天文观测都是在地面上由天文台利用各种天文仪器进行的。但是来自天体的辐射绝大部分被地球大气层所阻挡，很大部分的宇宙真相不能看到。天文卫星在离开地面几百千米或更高的轨道上运行，因为没有大气层的阻挡，卫星上所载的仪器能接收到来自天体的从无线电波段到红外波段、可见光波段、紫外波段直到X射线波段和γ射线波段的电磁波辐射。
要说作用，天然卫星是宇宙中自然形成的，不好说它有什么作用。当然，月亮是地球的天然卫星，它可以平衡地球自转，稳定地轴，控制潮汐，可以用来观察时间等，还可以想象出很多美丽的传说。人造卫星的用途很广泛，有的装有照相设备，用对地面进行照相、侦察，调查资源，监测地球气候和污染等；有的装有天文观测设备，用来进行天文观测；有的装有通信转播设备，用来转播广播、电视、数据通讯、电话等通讯讯号；有的装有科学研究设备，可以用来进行科研及空间无重力条件下的特殊生产。
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