Űrállomás gyorstalpalónkból nem lehet kihagyni a csillagászati megfigyeléseket, hiszen az űrből ideális az égbolt – gondolnánk. Nincs felhőzet, nincs sugárzást elnyelő légkör, állandóan sötét az ég, ugyanakkor az előnyök mellett speciális nehézségek is jelentkeznek: az űrállomás viszonylag alacsony, a felszín felett 400 km körüli keringési magassága miatt nagyon gyorsan, másfél óránként kerüli meg a Földet. Ennek megfelelően legfeljebb háromnegyed órán keresztül lehet egy adott célpontot látni az ISS-ről folyamatosan. Eközben az űrállomás gyorsan halad tovább, és az egyik oldala mindig a Föld felé tekint, tehát a csillagászati célpontot gyorsan kell követni.
A fentiek miatt a távcsövet gyorsabban kell mozgatni a célpont látómezőben tartásához, mint a földfelszíni teleszkópok esetében. Emellett az ISS, ha csekély mértékben is, de rázkódik és rezeg az űrállomáson belüli mozgások hatására. További komoly gondot okoz a tömeg: az űrbe igen drága bármit feljuttatni, márpedig a csillagászati távcsövek általában annál nagyobb teljesítményűek, minél nagyobb az átmérőjük, a méret növelése pedig a tömeg növekedésével jár.
Viszont sok olyan különleges tudományos kísérlet végezhető az ISS-en, például a súlytalanságot kihasználva, amelyek egyedibbek a csillagászati észleléseknél. Az űrállomás pedig korlátozott méretű, tömegű és üzemeltetési időt igénylő kísérleteket bír el. Ennek megfelelően a csillagászati mérések többnyire háttérbe szorulnak az ISS-ről.
Néhány érdekes csillagászati műszer mindezek ellenére működött vagy működik az ISS fedélzetén. A nagyenergiás csillagászat témaköréből fontos a japán modul külső felületén lévő Monitor of All-sky X-ray Image (MAXI) műszer, ami a teljes égboltot figyeli egyszerre, iránymeghatározás nélkül. Ezzel sikerült 2013-ban megörökíteni a valaha mért legfényesebb gammafelvillanást (GRB-t), és a műszer hasonló események során riasztásra is használható.
A Kibo modul melletti külső műszeregységek és a MAXI műszer közelképe (utóbbi balra fent) (NASA)
A Calorimetric Electron Telescope (CALET) szintén nagyenergiájú GRB eseményekre vadászott, ugyancsak a japán modul külső felületén. Érdekesség, hogy sokáig nem értették, miért ilyen nagy az ezzel a műszerrel mért gammaháttér, és ez az érték függetlennek látszott attól, hol tartózkodik éppen az ISS a Föld felett. Később kiderült, hogy a szokatlan jel az állomáshoz kapcsolódott Szojuz űrhajóktól eredt, és azok leválásakor közel felére csökkent. Így derült ki a japán kutatók számára, hogy a Szojuz űrhajók leszállóegységében van egy kis gammasugárforrás.
A Szojuzok visszatérő kabinja a leszállás során egy méterrel a felszínre érkezés előtt rakétás fékezést végez. A Szojuz visszatérő egységek a magasságméréshez gammasugárforrást alkalmaztak, és amikor a gammasugarak érezhetően visszaverődnek, már elég alacsonyan van a visszatérő kabin, ezért bekapcsolódik a fékezőrakéta. Ezen forrás dózisa kicsi volt, de még így is megnövelte a gammahátteret, és az érzékeny műszer detektálta is a többletforrást. Speciális mérőeszköz még az Alpha Magnetic Spectrometer (AMS-02), ami a CERN műszere, és a kozmikus sugárzás részecskéit detektálva elemzik vele a sötét anyag várható jellemzőit. A mérések utalnak továbbá a sokat vizsgált anyag-antianyag várt aszimmetriájára.
Az AMS-02 műszer az ISS külső felületén (NASA)
A Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER) műszer neutroncsillagok sugárzását elemzi a lágy röntgensugarak tartományában (0,2–12 keV). A mérések a neutroncsillagok részecskegyorsító jellemzőire utalnak, ez pedig belső szerkezetükre és a rajtuk uralkodó sajátos fizikai körülményekre enged következtetni. A műszer egy-egy keringés során 2-4 célpontot volt képes követni és azokról adatot rögzíteni. A NICER-rel sikerült felfedezni egy rendkívül gyorsan keringő párost, amelyben a röntgenpulzár és társcsillaga mindössze 38 percenként kerüli meg egymást. 2019. augusztus 21-én pedig rögzítette az egyik eddigi legfényesebb röntgenforrást, a SAX J1808.4−3658 jelű objektumot 11 ezer fényévre a Földtől. Tanulságos eredményt adott az NGC 6624 gömbhalmazban lévő röntgenpáros kompakt tagjának megfigyelése is, amely percenként közel 43 ezer alkalommal fordul meg maga körül.
A SOLAR nevű műszer az ESA naptávcsöve, ami a Columbus modulon kapott helyet. Ez központi csillagunk sugárzását elemzi három eltérő tartományban, főleg az ultraibolya hullámhosszak környékén rögzít fontos adatokat. Ugyanakkor optikai űrtávcső nincs az ISS-en, ellenben vannak távérzékelő műszerek, amelyek a Földet örökítik meg a magasból.
Űrséta az AMS-02 műszerhez
