Khi nói đến thiên văn học, các kính thiên văn lớn cai trị. Một chiến lược khả thi là lắp đặt các thiết bị quan sát mạnh mẽ lên các khí cầu trên cao, có thể nổi trên hầu hết bầu không khí che khuất. Tầm nhìn từ bầu khí quyển cao gần như thực sự ở trên quỹ đạo, và nó có thể có một phần giá của việc đưa kính viễn vọng vào quỹ đạo.
Một báo cáo gần đây được viết bởi Robert A. Fesen từ Khoa Vật lý & Thiên văn học tại Đại học Dartmouth, cho rằng đã đến lúc các nhà thiên văn học và các cơ quan tài trợ xem xét nghiêm túc các phương tiện nhẹ hơn trên không đối với các kính viễn vọng trong tương lai. Những đốm sáng chứa đầy heli này sẽ có khả năng đạt đến độ cao lớn, và sau đó sử dụng động cơ đẩy bằng năng lượng mặt trời để duy trì vị trí không đổi. Họ có thể truyền dữ liệu của họ xuống Trái đất để phân tích.
Cho đến bây giờ, hầu hết các nghiên cứu về nhược điểm đã được các công ty quân sự và truyền thông. Các phương tiện được xem là sự thay thế rẻ hơn cho các vệ tinh, có thể tốn hàng trăm triệu đô la để phát triển và phóng. Hơn nữa, một khi được phóng, các vệ tinh nằm ngoài tầm với để sửa chữa hoặc nâng cấp. Một cái nháy mắt có thể được đưa trở lại Trái đất, được phục vụ, và sau đó được đưa trở lại vị trí.
Fesen đề xuất rằng một chiếc khinh khí cầu tầm cao sẽ là một nền tảng tuyệt vời cho thiên văn học:
Ở độ cao 85 kft, một kính viễn vọng thiên văn sẽ trải nghiệm bầu trời gần như hoàn hảo trên mỗi đêm với chất lượng hình ảnh đạt đến giới hạn nhiễu xạ của khẩu độ chính. Kính viễn vọng quang học có gương nhẹ có đường kính 20 inch (loại 0,5 m) với độ ổn định đủ điểm và mảng CCD lớn có thể cung cấp hình ảnh trường rộng với FWHM = 0,25 arcsec, làm cho nó vượt trội hơn hệ thống hình ảnh trên mọi mặt đất kính viễn vọng. Và nó có thể làm điều đó đêm này qua đêm khác miễn là nền tảng vẫn ở độ cao này. Hơn nữa, một kính viễn vọng tầng bình lưu như vậy cũng có thể cung cấp hỗ trợ khoa học đáng tin cậy cho một loạt các sứ mệnh trên không gian với chi phí ước tính khoảng vài phần trăm của một vệ tinh quỹ đạo Trái đất thấp (LEO) thông thường.
Một số thách thức đã gây khó khăn cho ngành công nghiệp quân sự và viễn thông để đưa khí cầu lên khỏi mặt đất thực sự đã giành được nhiều vấn đề cho khoa học. Máy dò kính viễn vọng và mảng CCD don don đòi hỏi nhiều năng lượng. Đây không phải là một vấn đề về an ninh quốc gia nếu một sức mạnh phi thuyền không thành công và nó hạ cánh ở một quốc gia khác.
Những thách thức lớn nhất đối với thiên văn học sẽ khiến công cụ giảm trọng lượng để một chiếc khinh khí cầu nhỏ có thể nâng chúng lên độ cao và phát triển một hệ thống theo dõi có thể cung cấp cho các nhà thiên văn học độ chính xác mà họ cần. May mắn thay, những vấn đề này đã được giải quyết cho các đài quan sát trên không gian khác, như Kính viễn vọng Không gian Thế hệ tiếp theo của James Webb.
Fesen đề xuất rằng chiếc khinh khí cầu tốt nhất sẽ là một thiết kế catamaran, với hai điểm nổi bật được kết nối bằng cây cầu nơi gắn các dụng cụ. Nó sẽ bay ở độ cao 21 km (70.000 feet), nơi nó có thể tránh được hầu hết bầu khí quyển, và được đặt ở xích đạo, nơi nó có thể quan sát cả hai phía bắc và phía nam.
