¿Necesitarían los telescopios espaciales permanecer a la sombra de la Tierra para evitar la interferencia de la luz del sol?

Es una buena idea, pero no funcionaría.

Para permanecer en la sombra de la Tierra, un telescopio necesitaría orbitar la Tierra al mismo tiempo que la Tierra orbitaba alrededor del Sol, de modo que siempre permaneciera en el lado opuesto. Para que su órbita sea tan larga, tendría que estar muy lejos, recuerde que la órbita geosincrónica (una órbita en 23h 56min 4seg) está a una distancia de 42,164 km. Para una órbita de 1 año, el telescopio estaría tan lejos que no estaría en órbita alrededor de la Tierra sino del Sol, ya que tendría una influencia gravitacional mucho mayor. También estaría demasiado lejos para estar en el cono de sombra de la Tierra.

¡La alucinante nave espacial-telescopio GAIA hace lo que sugieres ! Ese es el concepto más cercano a lo que describes.

Tal como se explica en la respuesta de JamesS, si estuvieras tan lejos, no estarías en órbita alrededor de la Tierra. Pero, la órbita similar a L2 de GAIA es lo más parecido a lo que dices.

Explicación: https://en.wikipedia.org/wiki/Gaia_(spacecraft)#Launch_and_orbit

Tenga en cuenta que , tal como usted dice , la interferencia de la luz es un gran problema para los instrumentos tan increíblemente sensibles.

GAIA tiene un problema en el que, aparentemente, algunos pedacitos diminutos de la pantalla solar (como pequeños pelos) se asomaban, y eso es suficiente para causar luz parásita; también algunas partículas de hielo parecen estar causando luz parásita. http://blogs.esa.int/gaia/2014/04/24/commissioning-update/

Como explica Joe Blow, hay una órbita, en el punto L2, 1,5 millones de km directamente más lejos del Sol/Tierra, donde un satélite podría permanecer permanentemente en la sombra de la Tierra, aunque no estaría completamente ensombrecido: el Sol aún estaría aparecen como un anillo estrecho alrededor de la Tierra que bloquea

Esto sería una gran ventaja en términos de enfriamiento de la nave espacial y en términos de evitar que la luz dispersa entre en el instrumento. Permitiría observar una mayor fracción del cielo en cualquier momento, aunque todavía habría una zona de evitación cerca de la Tierra/Sol.

Sin embargo, todos los satélites (WMAP, Planck, Herschel, Gaia) que han explotado L2 se han colocado específicamente en "órbitas Lissajous" que orbitan alrededor del punto L2 y nunca están a la sombra de la Tierra. La razón es que necesita la luz del sol para obtener energía.

Sin embargo, L2 todavía ofrece un entorno térmico muy estable y todavía se puede ver una proporción mucho mayor del cielo que desde una órbita terrestre más baja.

La contaminación lumínica no es un problema tan grande en el espacio como lo es en la Tierra porque estás en el vacío. Imagina hacer un pequeño disco negro y sostenerlo con los brazos extendidos para cubrir el Sol... no simulará los efectos de un eclipse, no podrás ver la corona y las estrellas de fondo porque el resto del cielo todavía está inundada de luz, o, más exactamente, la atmósfera de la Tierra está inundada de luz a medida que se dispersa el vapor de agua, el polvo y similares.

Por otro lado, puede cubrir el Sol en el espacio y ver la corona, etc. exactamente de esa manera, los observatorios solares STEREO lo hacen. Mientras tenga cuidado de bloquear la luz solar directa para que no golpee su lente, y se asegure de que no haya fragmentos reflectantes de naves espaciales en el marco, no obtendrá contaminación lumínica de la misma manera que lo haría en la Tierra.