মহাকাশ পর্যবেক্ষণের জন্য নানা রকম যন্ত্র ব্যবহার করা হয় তাদের মধ্যে কয়েকটি উল্লেখযোগ্য। এরা হলো—

(ক) রেডিও টেলিস্কোপ

(খ) অপটিক্যাল টেলিস্কোপ 

(গ) কৃত্রিম উপগ্রহ

(ঘ) গামা-রে ও এক্স-রে

 (ক) রেডিও টেলিস্কোপ ( Radio Telescope): 

   যে যন্ত্রের সাহায্যে খ-বস্তু থেকে নির্গত তাড়িত চৌম্বক তরঙ্গ (রেডিও তরঙ্গ) উদ্ঘাটন ও পরিমাপ করে ঐসব বস্তু সম্পর্কে অনুসন্ধান চালানো হয় তাকে রেডিও টেলিস্কোপ বলে । রেডিও টেলিস্কোপ যে মূল নীতিতে কাজ করে তাহলো মহাকাশের বিভিন্ন জ্যোতিষ্ক থেকে তাপীয় নিঃসরণ হিসাবে উৎপন্ন রেডিও তরঙ্গ গ্রহণ ও বিবর্ধন করে তা পর্যালোচনা করা। এখানে পর্যবেক্ষিত রেডিও তরঙ্গকে বিচ্ছিন্ন ফোটন হিসাবে বিবেচনা না করে তরঙ্গ হিসাবে বিবেচনা করা হয়। এই যন্ত্রে পরাবৃত্তের আকারের তারের জ্বালি দিয়ে তৈরি এক ধরনের অ্যানটেনা থাকে। এই অ্যানটেনার ওপর রেডিও তরঙ্গ আপতিত হলে তা প্রতিফলিত হয়ে পরাবৃত্তের ফোকাসে কেন্দ্রীভূত হয়। এই রেডিও সঙ্কেতকে প্রায় 1000 গুণ বিবর্ধিত করা হয়। এই তরঙ্গ উপযুক্ত গ্রাহকযন্ত্রে পাঠানো হয় । অ্যানটেনা ও তার আনুষঙ্গিক যন্ত্রকে ঘুরিয়ে যে কোনো দিকে স্থাপন করা যায়। এভাবে গোটা আকাশে রেডিও তরঙ্গ বিকিরণ করছে এমন জ্যোতিষ্কের সন্ধান পাওয়া যায়। রেডিও তরঙ্গ দৃশ্যমান আলোক তরঙ্গের চেয়ে দীর্ঘ। সুতরাং রেডিও টেলিস্কোপের রন্ধ্র (aperture) অপটিক্যাল টেলিস্কোপের চেয়ে বড় হতে হয়। এই যন্ত্রের সুবিধা হলো এই যন্ত্র মেঘাচ্ছন্ন আবহাওয়ায়ও কাজ করতে পারে। এই যন্ত্র দিয়ে দিনের বেলায়ও কাজ করা যেতে পারে। কারণ এই যন্ত্রের জন্য খ-বস্তুর দৃশ্যমান হওয়ার দরকার নেই। এর রন্ধ্র অত্যন্ত বড় হওয়ার খুব দুর্বল রেডিও সঙ্কেতও এটা সংগ্রহ করতে পারে। এর জন্য খরচ কম পড়ে। অসুবিধা হলো এর দ্বারা উচ্চ বিশ্লেষী ক্ষমতা পাওয়া যায় না। রেডিও সম্প্রচারের কারণে এর কাজ বিঘ্নিত হয়।

   (খ) অপটিক্যাল টেলিস্কোপ বা দূরবীক্ষণ যন্ত্র (Optical Telescope) :

যে যন্ত্রের সাহায্যে বহু দূরের বস্তু পরিষ্কারভাবে দেখা যায় তাকে দূরবীক্ষণ যন্ত্র বলে। অপটিক্যাল টেলিস্কোপের মূলনীতি হলো প্রতিফলন বা প্রতিসরণের ও এদের বিবর্ধনের মাধ্যমে মহাকাশের কোনো জ্যোতিষ্ক পর্যবেক্ষণ ও তাদের সম্পর্কে তথ্য সংগ্রহ। দূরবীক্ষণ যন্ত্র সাধারণত দু'ধরনের হয়। যথা—

ক. প্রতিসারক দূরবীক্ষণ যন্ত্র ও

খ. প্রতিফলক দূরবীক্ষণ যন্ত্র ।

     যে দূরবীক্ষণ যন্ত্রের অভিলক্ষ্যে বড় উন্মেষ ও ফোকাস দূরত্বের লেন্স ব্যবহার করা হয় তাকে প্রতিসারক দূরবীক্ষণ যন্ত্র বলে । প্রতিসারক দূরবীক্ষণকে প্রধানত তিন ভাগে ভাগ করা হয়েছে। যথা—

১. নভো বা জ্যোতির্বিদ্যা দূরবীক্ষণ যন্ত্র,

২. ভূ-দূরবীক্ষণ যন্ত্র ও

৩. গ্যালিলীয় দূরবীক্ষণ যন্ত্র।

   যে দূরবীক্ষণ যন্ত্রের অভিলক্ষ্যে অবতল দর্পণ ব্যবহার করা হয় তাকে প্রতিফলক দূরবীক্ষণ যন্ত্র বলে । প্ৰতিফলক দূরবীক্ষণ যন্ত্র আবার তিন ধরনের হয়। যথা—

 ১. নিউটনের দূরবীক্ষণ যন্ত্র, 

 ২. হার্সেলের দূরবীক্ষণ যন্ত্র ও

 ৩. গ্রেগরীর দূরবীক্ষণ যন্ত্র ।

  জ্যোতির্বিদ্যা সংক্রান্ত দূরবীক্ষণ যন্ত্র (Astronomical Telescope)

আকাশ পর্যবেক্ষণের জন্য এই ধরনের দূরবীক্ষণ যন্ত্র ব্যবহার করা হয়। ডেনমার্কের বিখ্যাত জ্যোতির্বিদ কেপলার (1571 - 1630 ) সর্বপ্রথম এই যন্ত্র তৈরি করেন। 

     প্রধানত দুটি উত্তল লেন্সের সাহায্যে এই যন্ত্র তৈরি করা হয়। লেন্স দুটিকে দুটি টানা নলের সাহায্যে একটি ধাতব চোঙের দুই প্রান্তে সমাক্ষভাবে স্থাপন করা হয় [চিত্র : ১১.৭]। যে লেন্সটি সর্বদা বস্তুর দিকে থাকে তাকে অভিলক্ষ্য (O) বলে। এটি ক্রাউন কাচের তৈরি এবং এর ফোকাস দূরত্ব ও উন্মেষ অপেক্ষাকৃত বড়। যে লেন্সের পিছনে চোখ রেখে দেখতে হয় সেটি অভিনেত্র (E)। অভিনেত্র ফ্লিন্ট কাচের তৈরি এবং এর ফোকাস দূরত্ব ও উন্মেষ অপেক্ষাকৃত ছোট। প্রয়োজনে ক্রুর সাহায্যে অভিলক্ষ্য ও অভিনেত্রের মধ্যবর্তী দূরত্ব পরিবর্তন করা যায়। এই যন্ত্রের বিবর্ধন খুব বেশি কিন্তু দৃষ্টিক্ষেত্র ছোট বলে এর গায়ে ভিউ ফাইন্ডার নামে অল্প ফোকাস দূরত্ব ও প্রশস্ত দৃষ্টিক্ষেত্রের একটি যন্ত্র লাগানো থাকে।

     কার্যপ্রণালি :  

   ধরা যাক, O ও E যথাক্রমে অভিলক্ষ্য ও অভিনেত্র। OE এদের প্রধান অক্ষ। বহু দূরে কোনো বস্তু PQ থেকে যে আলোক রশ্মি অভিলক্ষ্যে এসে পড়ে তাদেরকে সমান্তরাল রশ্মিগুচ্ছ বলে ধরা যায়। ধরা যাক, সমান্তরাল রশ্মিগুচ্ছ সামান্য আনতভাবে অভিলক্ষ্যের ওপর আপতিত হয় [চিত্র : ১১.৮]। রশ্মিগুলো অভিলক্ষ্য দ্বারা প্রতিসৃত হয়ে লেন্সের ফোকাস তলে বাস্তব, উল্টো ও বস্তুর চেয়ে ছোট P₁F বিম্ব গঠন করে।

    এখন P₁F বিশ্ব অভিনেত্রের সামনে লক্ষ্যবস্তুর কাজ করে। অভিনেত্রটিকে এমন দূরত্বে রাখা হয় যেন P₁F বিশ্ব অভিনেত্রের ফোকাস বিন্দুতে (F) থাকে। ফলে P₁F থেকে নিঃসৃত রশ্মিগুচ্ছ অভিনেত্র লেন্সে প্রতিসৃত হয়ে সমান্তরালভাবে চলে যায়। ফলে অসীম দূরত্বে লক্ষ্যবস্তুর একটি উল্টো, বিবর্ধিত বিম্ব গঠিত হয়। ক্রুর সাহায্যে অভিনেত্রকে নির্দিষ্ট স্থানে বসানোকে ফোকাসিং বলে। দূরবীক্ষণে এই ফোকাসিংকে অসীম দূরত্ব বা স্বাভাবিক দর্শন ফোকাসিং বলে। এই ফোকাসিং-এর ফলে গঠিত বিম্ব অসীম দূরত্বে গঠিত হয় বলে চোখের জন্য পরিষ্কার দেখা যায় না।

   বিশ্ব বিনাক্লেশে স্পষ্টভাবে দেখতে হলে তা চোখের নিকট বিন্দুতে গঠিত হওয়া প্রয়োজন। এরূপ বিশ্ব গঠনের জন্য অভিনেত্রকে অভিলক্ষ্যের দিকে খানিকটা এগিয়ে দেওয়া হয় যাতে করে অভিলক্ষ্য দ্বারা সৃষ্ট বিশ্ব P₁Q₁ অভিনেত্রের ফোকাস দূরত্বের মধ্যে পড়ে [চিত্র : ১১.৯]। এখন Pili থেকে নির্গত আলোক রশ্মি অভিনেত্রের মধ্য দিয়ে প্রতিসৃত হয়ে P₁Q₁ সোজা, অবাস্তব ও বিবর্ধিত বিশ্ব গঠন করে। অভিনেত্রকে এমনভাবে স্থাপন করা হয় যেন P₂Q₂ বিশ্ব চোখের নিকট বিন্দুতে গঠিত হয়। অভিনেত্রের এই ধরনের ফোকাসিংকে স্পষ্ট দর্শন ফোকাসিং বা নিকট ফোকাসিং বলে।

    প্রতিফলক দূরবীক্ষণ যন্ত্রের গঠন ও কার্যনীতি দ্বিতীয় অধ্যায়ে বিস্তারিত আলোচনা করা হয়েছে।

(গ) কৃত্রিম উপগ্রহ (Artificial Satellite) : 

 কৃত্রিম উপগ্রহ হলো এক ধরনের মহাশূন্যযান যা পৃথিবী, চন্দ্র, সূর্য অথবা কোনো গ্রহের চারদিকে আবর্তন করে। এই উপগ্রহ বিভিন্ন কাজে ব্যবহার করা হয়। যেমন টেলিফোন, রেডিও, টিভি সঙ্কেতকে সারা বিশ্বে ছটিয়ে দিতে এই উপগ্রহ ব্যবহৃত হয়। গোয়েন্দাগিরি, গাবেষণা, আবহাওয়ার পূর্বাভাশ মহাকাশ গবেষণা ইত্যাদি বিভিন্ন কাজে এর ব্যবহার রয়েছে। আমরা এখানে মহাকাশ গবেষণা তথা জ্যোতির্বিদীয় অনুসন্ধানে কৃত্রিম উপগ্রহের ব্যবহার নিয়ে আলোচনা করব।

     আমরা জানি যে, মহাকাশের খ-বস্তু দ্বারা নিঃসৃত তাড়িত চৌম্বক বিকিরণ তাড়িত চৌম্বক বর্ণালির তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সকল পাল্লা জুড়ে থাকে । এই বিকিরণ প্রধান অংশ হয় বায়ুমণ্ডল দ্বারা শোষিত বা প্রতিফলিত হয়। ফলে পৃথিবী শুধু দৃশ্যমান বিকিরণ ও রেডিও তরঙ্গের সামান্য পরিমাণ গ্রহণ করে। এই মহাশূন্য প্রোব (space probe) বা মহাশূন্য অনুসন্ধানী অপটিক্যাল ও রেডিও টেলিস্কোপ ছাড়াও মহাবিশ্ব অনুসন্ধানের জন্য ব্যবহৃত সকল রকম কৌশল অবলম্বন করে। মহাশূন্য অনুসন্ধানের অন্যতম পদ্ধতি হলো কৃত্রিম উপগ্রহের ব্যবহার। কৃত্রিম উপগ্রহের সাহায্যে পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলের উপরে গিয়ে খ-বস্তু পর্যবেক্ষণ ও অনুসন্ধান করা যায়। কৃত্রিম উপগ্রহ আসার ফলে বিশেষভাবে ডিজাইন করা টেলিস্কোপ কক্ষপথে স্থাপন করে তাড়িত চৌম্বক বর্ণালির এক্সরে ও অতিবেগুনি অঞ্চলের পর্যবেক্ষণ চালানো যায়। সুতরাং মহাশূন্য প্রোবের সাহায্যে খ-বস্তু সম্পর্কে অনেক অনেক বেশি তথ্য সংগ্রহ ও বিশ্লেষণ করা যায়।

(খ) গামা-রে ও এক্স-রে জ্যোতির্বিজ্ঞান ( Gamma ray and X-ray Astronomy)

    গামা-রে : 

     গামা-রে ফোটন ব্যবহার করে জ্যোতির্বিদীয় অনুসন্ধান হলো গামা-রে জ্যোতির্বিদ্যা। গামা-রে জ্যোতির্বিদ্যার মূলনীতি হলো জ্যোতিষ্ক থেকে নিঃসৃত অতিমাত্রায় শক্তিসম্পন্ন তাড়িত চৌম্বক বিকিরণ গামা-রে বিশ্লেষণ এবং ঐসব জ্যোতিষ্ক সম্পর্কে তথ্য সংগ্রহ। বায়ুমণ্ডলে সংঘটিত ইলেকট্রন-ফোটন সমগ্র প্রপাতের দ্বারা অতি উচ্চ শক্তির মহাজাগতিক বিকিরণ উদ্ঘাটন করা যায়। নিম্নশক্তি বিশিষ্ট গামা-রে কেবলমাত্র বায়ুমণ্ডলের উপরে উদঘাটন করা যায়। অনেক উচ্চশক্তি প্রক্রিয়া বায়ুমণ্ডলে গামা-রে উৎপাদনের জন্য দায়ী, উদাহরণ হিসাবে নিরপেক্ষ পায়নের (pion) ক্ষয়ের কথা বলা যেতে পারে। একটি গুরুত্বপূর্ণ ঘটনা হলো গামা-রে বিস্ফোরণ। ঘটনাটি কয়েক সেকেন্ডের বেশি স্থায়ী হয় না, কিন্তু এটি আকাশে গামা-রে-এর সবচেয়ে প্রবল শক্তিশালী উৎস।

     বিশ্বজগতের গামা-রে বিকিরণ ধরা সম্ভব হলে অনেক নতুন তথ্যের সন্ধান পাওয়া যাবে। গামা-রের ভেদনক্ষমতা বেশি বলেই এক্সরশ্মি, বেতারতরঙ্গ আরো যেসব ঘটনা বা অবস্থানের খবর দিতে পারে না, গামা-রে সেসব খবর নিয়ে আসতে পারে। গামা-রের মহাকর্ষজনিত লাল অপসারণ পদ্ধতি থেকে নিউট্রন নক্ষত্র ও কৃষ্ণ গহ্বরের পৃষ্ঠদেশের সঠিক বৃত্তান্ত পাওয়া যাবে। নোভা, সুপারনোভা, নিউট্রন নক্ষত্র, কৃষ্ণ গহ্বর, নক্ষত্রজগতের ধূলিকণা ও বায়ু এদের বৈচিত্র্যের রহস্য উদঘাটনে গামা-রে অন্যসব বিকিরণের চেয়ে বেশি শক্তিশালী হবে সন্দেহ নেই ।

     এক্স-রে : 

আমাদের গ্যালাক্সির ভিতর ও বাইরের জ্যোতির্বিদীয় উৎস থেকে নির্গত এক্স-রে নিয়ে যা আলোচনা করে তাই এক্স-রে জ্যোতির্বিদ্যা। এক্স-রে জ্যোতির্বিদ্যার মূলনীতি হলো বিভিন্ন জ্যোতিষ্ক থেকে এক্স-রে তরঙ্গদৈর্ঘ্যে নির্গত বিকিরণের উপর ভিত্তি করে এটা কাজ করে। এসব বস্তু এদের হালকা ও ভারী গ্যাস থেকে তাপীয় নিঃসরণের মাধ্যমে এক্স-রে বিকিরণ করে। এক্স-রে যেহেতু পৃথিবীর বায়ুমণ্ডল দ্বারা শোষিত হয় 150 km এর বেশি উচ্চতায় কৃত্রিম উপগ্রহ, রকেট বা বেলুনে যন্ত্রপাতি স্থাপন করে পর্যবেক্ষণ চালাতে হয়। এক্সরে অতি উচ্চতাপমাত্রার (প্রায় 104 থেকে 106 K) গ্যাস থেকে উৎপন্ন তাপীয় বিকিরণ অথবা চৌম্বকক্ষেত্রের সাথে বা নিম্নশক্তি ফোটনের সাথে উচ্চশক্তি ইলেকট্রনের মিথস্ক্রিয়ার ফলে সৃষ্টি হতে পারে। বিভিন্ন যন্ত্রপাতি যেমন প্রোপরশনাল কাউন্টার, চার্জড-কাপড ডিভাইস বা গ্রেজিং ইনসিডেন্ট টেলিস্কোপ দিয়ে এক্সরে উদ্ঘাটন করা যেতে পারে।

     গ্যালাক্সিতে সবচেয়ে সাধারণ ও উজ্জ্বল এক্স-রে উৎস হলো এক্সরে বাইনারি যাতে স্বাভাবিক নক্ষত্র থেকে কোনো নিকটবর্তী সঙ্গী যেমন কোনো শ্বেতবামন, নিউট্রন নক্ষত্র বা এমনকি কোনো কৃষ্ণ বিবরে গ্যাস প্রবাহিত হয়। সুপারনোভার ধ্বংসাবশেষ যেমন কাকড়া নেবুলা (Crab nebula) হলো অন্য একটি উৎস। ক্ষীণতর কিন্তু স্বকীয়ভাবে অত্যন্ত ক্ষমতাশালী এক্স-রে নিঃসরণ ঘটে গ্যালাক্সির বাইরের বস্তু বিশেষ করে সক্রিয় গ্যালাক্সি যেমন সেফার্ট গ্যালাক্সি, কোয়াসার ও ক্ষমতাশালী রেডিও গ্যালাক্সি থেকে।