环境对人类活动的影响，任何时候都不能掉以轻心，特别是在人们跨入空间城这一新领域时，为了确保安全而有效地生活和工作，空间环境必然成为重点研究对象。
未来在空间城工作的人们，会像在地球上关注天气预报那样重视空间环境的预报，因为这与他们的切身利益息息相关。现在不妨模拟一下现场空间环境预报的实况，比如：“在12月12日0—6时宇宙时间，有70％的可能性将要发生强度3级的太阳爆发。如果要去空间城外活动，请检查一下辐射防护设备的状况。在短波、超短波频率范围内，空间通信可能受到干扰。正在磁场H区飞行的宇宙飞船，可能因两天前太阳爆发的影响而带电。在以后几天太阳仍会继续活动，直至下周末才会降到最低点，磁层将重新平静下来……。”
空间环境一般是指距地面90—65000千米（约合10个地球半径）的“地球空间”。若从航天活动看，一般是指航天器环绕地球作轨道运动的空间范围。影响航天活动的环境因素有：太阳电磁辐射、地球大气、地球电离层、地球磁场以及空间粒子辐射等。实际上，空间环境因素是随时间和空间不断地变化，且这种变化主要与日面上的活动相关联。因此，预报空间环境时，首先要预报太阳的活动，可将它分为长、中期和短期预报。长期预报是指提前一年、数年、数十年乃至更长时间的预报，主要预报11年前后太阳黑子周围的情况。中期预报是提前数天到数月的预报，其重点是未来27天太阳活动的情况。短期预报是提前数天或更短时间的预报，其核心是预报太阳耀斑及空间物理效应。
在空间城建设中，空间环境预报中心是必不可少的组成部分，这是由空间城的特殊性决定的。空间城是载人的，航天员需经常到舱外活动，去完成特定使命。而人是比较“娇气”的，易遭受恶劣环境的伤害，因此，为了确保人在太空中正常地生活和工作，必须对造成威胁的各种因素加以监测和预报。比如，一次特大太阳质子事件，可能使舱内活动的航天员受到几百拉特的照射，足以导致死亡。过去的一些低剂量辐射，如银河宇宙线对于短寿命的航天器可以忽略不计，而对长期在轨道运行的空间城，它们产生的累积效果应引起足够的重视。同样的一些低概率事件，如微流星撞击，对空间城来说，亦可能构成致命的威胁。
空间环境预报中心监测和预报的空间环境参数有：高能粒子辐射环境、高能电磁辐射环境、等离子体环境、电磁波环境、微流星和空间垃圾环境、中性大气环境、磁场环境及电场环境等。有待研究的太阳及空间环境中的科学问题很多，如了解太阳和日光层的情况，研究地球、太阳系中的行星和其他天体的磁层、电离层和大气上层；研究各种太阳的产生及传至地球的基本过程；了解太阳内部对日冕的影响过程，能量、动量、等离子体和磁场借助于太阳风在行星际太空上的迁移；太阳上和日光层中高能粒子的加速；将地球大气上层作为一种流体，研究该流体的动力学、辐射特性和化学活泼性；太阳风和太阳系中除地球以外的其他天体的相互作用；磁层的一般特性等。
空间城内的空间环境预报中心，将建立一套完整的空间环境预报系统。采用X射线计、粒子探测器和磁强计，连续监测空间环境。采用光学和射电观测设备，连续地监视太阳，提供太阳耀斑报告、日珥活动特性、活动区行为和其他太阳现象的信息。还设想在空间城外的空间里布置3—4个太阳极地轨道器，组成空间探测网。每个太阳极地轨道器离太阳的距离与地球离太阳的距离相等，彼此在绕太阳运行的轨道上相距90度，用于拍摄太阳外貌的立体图，监视整个太阳耀斑爆发。将所有这些信息，都实时传输给预报中心的计算机，经过数据处理后，能得出高能粒子的空间分布、能谱、能量强度、出现的次数和持续时间等参数。每天定期对未来的72小时的太阳和地磁活动发布日报，对大的太阳质子事件和相关的地球物理事件发布短期预报和警报，为空间城内的工作人员出城到空间活动提供准确的信息，确保人身安全。
空间城的建设，表明人类面临进入一个大规模开发、利用外层空间的时代。在利用空间的过程中，势必要有意识地改变空间环境。一方面，需要探索空间有哪些可供利用之处，怎样才能改变它使之更好地为人类服务。另一方面，更为重要的是人们必须研究并回答，宇宙到底能允许我们走多远？这种频繁的空间活动，对脆弱的空间环境将产生什么样的影响？空间等离子状态大规模的改变，会不会导致明显的太阳风和太阳活动能量传输渠道的改变？空间气体成分的变化，会不会导致地面紫外线或X射线辐射剂量的增大？外层空间所能承受的限度到底有多大？所有这些全人类面临的重大问题，将有待于立志献身于航天事业的青年作出贡献，而不是满足于从别人那里寻求答案。
空间天文观测站地球周围的大气是人类从事社会、生产活动不可缺少的保护层，但它对于天文学家来说，却是一种严重妨碍观测的屏障。天体在不断地发射着从10-12厘米至108厘米范围内的电磁波，这些电磁波按其波长由短到长排列，大致可分为γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、射电波等波段。
地球大气吸收从超长波到γ射线的全部电磁辐射，仅在可见光区附近和无线电波区留下两个可怜的窗口，因此，包含有丰富天体物理信息的绝大部分天体辐射，被地球大气阻挡和吸收。地球大气在地表面附近，由于温差形成气体的强烈对流和湍流，严重地引起光线无规则随机偏析，破坏了光线波阵面的平面性，从而歪曲了天体的星象，同时也严重削弱了天体的光度。
利用空间的低压、真空、微重力、高远位置等特点，在地球外层空间开展空间天文观测研究可克服上述的种种不利因素，将给天文学开辟无限广阔的新天地。因此，在空间城上设立空间天文观测站与地面相比，有以下一些优点：没有大气折射，可消除因折射带来的观测误差；不存在大气对某些波段的选择吸收，能用可见光和其他所有波段进行天体测量；没有大气漫射，天空总是黑的，在仪器工作期间可连续进行观测；没有大气闪烁，得到的星像质量较好；没有重力，望远镜筒不会弯曲。
空间天文观测站将极大地提供扩展宇宙天体电磁辐射谱探测的可能性，获得清晰的天体图像，揭开天体的真实面貌，并能以极高的精度，测定天体的方位和运动状况。
空间天文观测站的科学工作者，首先感兴趣的问题，当然也是被关在地球大气窗口外的各种电磁波段的探测，也就是对γ射线、X射线、远紫外线、远红外线以及短波至甚长波的射电电波的探测。众所周知，射电天文学是以无线电接收技术为观测手段，观测对象遍及所有天体，从近处的太阳系天体到银河系中的各种对象，乃至极其遥远的银河系以外的目标。20世纪20世纪60年代的四大天文发现，即类星体、微波背景辐射、射电脉冲星以及星际有机分子，都是与射电天文学的发展密切相关。
通常使用得最多的空间天文观测器是天文卫星。根据观测对象和任务的不同，天文卫星可分为太阳观测卫星和非太阳探测天文卫星，有些卫星兼有太阳观测和非太阳探测的性能。在太阳物理方面，天文卫星已经揭示了太阳耀斑能量释放的非热和高能特征；揭示了耀斑爆发过程中的快速尖峰发射的存在。在揭示X射线双星、X射线脉冲星、超新星遗迹以及球状星团X射线的性质、能谱、辐射流时变量的结构方面，都有许多新进展。
尽管天文卫星在空间探测中取得很大成就，但由于卫星的体积、重量、功率等方面的局限性，观测仪器不能做得很大，探测精度也不够高，因此，很多宇宙现象尚未发现。然而，空间城建设后，情况便大为改观。
空间天文观测站配备了最现代化的天文观测设备，由于它们的尺寸很大，需由航天飞机分批将部件送至轨道。然后在站内组装而成。这些大型设备扩大了收集辐射能的面积，提高了观测仪器的灵敏度和角分辨率。比如，配备的一台远红外谱段观测望远镜，其上装有口径为30米的大型可展开反射镜，它的衍射极限波长低于30微米，可接近或超过地球上最大的光学望远镜的角分辨率。利用这样一种反射镜拍摄行星、恒星和星系的高分辨率红外图像，可与历来其他波段范围内摄得的图像相媲美。
空间天文观测站还将装备一台孔径100米大小的硬X射线成像设备，用于研究能量从10千电子伏至2兆电子伏的X射线。其集波面积大约为地面的高级X射线天文物理设备的100倍。它可探测光线极微弱的天体，如遥远星系中的恒星爆发，也能对较亮的天体进行高频谱分辨率的观测，还能研究辐射出的气体成分、温度和运动的X射线特征。在站上，几个方向同时分别装有大型空间望远镜，组成了观测群，可在紫外、可见光、红外谱段范围使用，其灵敏度达到“哈勃”空间望远镜的100倍，其角分辨率和频谱分辨率都极佳，可详细研究遥远星系和行星。
此外，空间天文观测站运行的轨道上，依靠航天员安装的一组直径30米以上的射电望远镜，构成了甚长基线阵列，用来观测射电源，并把射电信号传输到空间天文观测站。这样就能对银河系中心靠近黑洞处的天文现象进行观测，并能拍摄尺寸非常大、质量相当好的黑洞图像。
空间天文观测站，由于观测设备接收的信息量非常大，就需要配备高速传输和贮存的设备。为此，安装了一台高速存取的大型数据存储器，容量高达1000亿比特，并用超大型计算机对数据进行初步分析，再将分析结果传送至地球。
宇宙经过了几十亿年的演化才变成今天这个样子。难道世界上还有比人到太空去解开宇宙之谜更为伟大的吗？空间天文观测站的科学工作者，将在那里研究人们普遍关注的一些问题。比如，是什么样的自然规律在支配着宇宙的产生和演化？恒星与行星是如何形成的？太阳系中的太阳、行星及其卫星和一些小天体是怎样形成的？又是怎样演变的？太阳的能量是怎样从内层穿透过外层流到行星际空间的等等。这些问题一旦求得解答，就会大大促进人类对宇宙的了解。不过，要解决这些问题，需要经过全人类世世代代的共同努力，由于空间科学的迅猛发展，人们坚信这一进程会大大加快。