Атмосфера "защищает", т.е. непрозрачна за пределами оптического диапазона. Она не пропускает жесткое рентгеновское и ультрафиолетовое излучение (пожалуй, главная "защита" для земных организмов), а также, с определенными оговорками, задерживает инфракрасное (тепловое) излучение. Поэтому в оптике в космосе снимки делают так же как и на Земле - с помощью аппаратов с ПЗС и КМОП матрицами, по принципу действия - такими же, что стоят в смартфонах и цифровых камерах. Только размер профессиональных матриц на космических телескопах побольше :) А так как нет атмосферы, то можно смотреть на Вселенную и в гамма, и в рентгеновском, и в ультрафиолетовом и в инфракрасном диапазонах с помощью соответствующих телескопов.