تصميم التلسكوبات الفضائية يشكل تحديات علمية وتقنية كبيرة، ومن بين هذه التحديات:
1- تحمل الظروف القاسية: يجب أن تكون التلسكوبات الفضائية مصممة لتحمل الظروف القاسية في الفضاء الخارجي، مثل درجات الحرارة المرتفعة والمنخفضة جداً والإشعاع الكوني.
2- الدقة في التصميم: يجب أن يتم تصميم التلسكوبات الفضائية بدقة عالية لضمان حصولها على بيانات دقيقة وموثوقة.
3- صيانة صالحة للحياة: يجب أن تكون التلسكوبات الفضائية مصممة بطريقة تسمح بإجراء صيانة دورية وصالحة للحياة لتحسين كفاءة الجهاز وتمديد عمره التشغيلي.
4- الوزن والحجم: يجب أن يكون حجم التلسكوب الفضائي ملائماً للصاروخ الذي سوف ينقله إلى الفضاء، ويجب أن يكون وزنه مناسبًا لكفاءته وعمره التشغيلي.
5- الانعكاس الضوئي: يجب تصميم المرايا بخفة ودقة عالية لتعزل الإشارة الضوئية بعيداً عن مصادر التشويش المحتملة.
6- تحديد المواقع: يجب تحديد المواقع الأمثل لتصميم التلسكوب الفضائي، وتحديد الزوايا والارتفاعات المثلى للمرايا لتحقيق أفضل نتائج قياسية.
7- المسار الجوي: عند تصميم التلسكوبات الفضائية، يتم تحديد المسارات الجوية الأمثل للنقل بين المراكز البحثية والمحطات الفضائية، وذلك لتأمين متابعة العملية بأمان وكفاءة عالية.