การสำรวจอวกาศคือการสำรวจทางกายภาพของอวกาศภายนอกโดยใช้ยานสำรวจอวกาศหุ่นยนต์ไร้คนขับและโดยการบินอวกาศของมนุษย์^{[ 1 ]}

แม้ว่าการสังเกตวัตถุในอวกาศที่เรียกว่าดาราศาสตร์ จะมีมาก่อน ประวัติศาสตร์ที่บันทึกไว้อย่างน่าเชื่อถือแต่การพัฒนาจรวด ขนาดใหญ่และมีประสิทธิภาพค่อนข้าง ดีในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 ทำให้การสำรวจอวกาศทางกายภาพกลายเป็นความจริงได้ เหตุผลทั่วไปสำหรับการสำรวจอวกาศ ได้แก่ การพัฒนาการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ เกียรติภูมิของชาติ การรวมชาติต่างๆ การรับประกันความอยู่รอดในอนาคตของมนุษยชาติ และการพัฒนาความได้เปรียบทางทหารและยุทธศาสตร์เหนือประเทศอื่นๆ^{[ 2 ]}

ยุคแรกของการสำรวจอวกาศนั้นขับเคลื่อนด้วย " การแข่งขันด้านอวกาศ " ซึ่งสหภาพโซเวียตและสหรัฐอเมริกาต่างแข่งขันกันเพื่อแสดงให้เห็นถึงความเหนือกว่าทางเทคโนโลยี เหตุการณ์สำคัญในยุคนี้ ได้แก่ การปล่อยวัตถุที่มนุษย์สร้างขึ้นชิ้นแรกขึ้นโคจรรอบโลก คือ สปุตนิก 1ของสหภาพโซเวียตเมื่อวันที่ 4 ตุลาคม 1957 และการลงจอดบนดวงจันทร์ครั้ง แรกโดยภารกิจ อะพอลโล 11ของสหรัฐอเมริกาเมื่อวันที่ 20 กรกฎาคม 1969 โครงการอวกาศของโซเวียตประสบความสำเร็จในหลายด้านสำคัญแรกๆ รวมถึงสิ่งมีชีวิตตัวแรกที่โคจรรอบโลกในปี 1957 การบินอวกาศของมนุษย์ ครั้งแรก ( ยูริ กาการินบนยานวอสต็อก 1 ) ในปี 1961 การเดินอวกาศ ครั้งแรก (โดยอเล็กเซย์ เลโอนอฟ ) เมื่อวันที่ 18 มีนาคม 1965 การลงจอดอัตโนมัติบนวัตถุทางดาราศาสตร์อื่นครั้งแรกในปี 1966 และการปล่อยสถานีอวกาศ แห่งแรก ( ซาลยุต 1 ) ในปี 1971

ในช่วงทศวรรษ 1970 จุดสนใจเปลี่ยนจากการบินครั้งเดียวไปสู่ฮาร์ดแวร์ที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ เช่นโครงการกระสวยอวกาศและเปลี่ยนจากการแข่งขันไปสู่ความร่วมมือ โดยตัวอย่างที่โดดเด่นที่สุดคือสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) ซึ่งสร้างขึ้นระหว่างปี 1998 ถึง 2011 ^{[ 3 ]}

ทศวรรษ 2000 นำมาซึ่งความก้าวหน้าในโครงการสำรวจอวกาศระดับชาติของจีนสหภาพยุโรปญี่ปุ่นและอินเดียทศวรรษ 2010 เห็นการเติบโตอย่างจริงจังของอุตสาหกรรมอวกาศภาคเอกชนด้วยการพัฒนายานปล่อยจรวดส่วนตัว แคปซูลอวกาศ และการผลิตดาวเทียม ในทศวรรษ 2020 โครงการระดับโลกหลักสองโครงการที่ได้รับความสนใจคือโครงการที่มุ่งเน้นดวงจันทร์ ได้แก่สถานีวิจัยดวงจันทร์นานาชาติ ที่นำโดยจีน และ โครงการอาร์เทมิสที่นำโดยสหรัฐอเมริกาซึ่งมีแผนจะสร้างค่ายฐานอาร์เทมิสบนดวงจันทร์ โดยแต่ละโครงการมีพันธมิตรระหว่างประเทศ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]}

กล่าวกันว่ากล้องโทรทรรศน์ตัวแรก ถูกประดิษฐ์ขึ้นในปี ค.ศ. 1608 ใน เนเธอร์แลนด์โดย ช่างทำ แว่นตาชื่อฮันส์ ลิปเปอร์เชย์แต่การใช้งานครั้งแรกที่บันทึกไว้ในทางดาราศาสตร์นั้นเกิดขึ้นโดยกาลิเลโอ กาลิเลอีในปี ค.ศ. 1609 ^{[ 7 ]}ในปี ค.ศ. 1668 ไอแซค นิวตันได้สร้างกล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสงของตนเอง ซึ่งเป็นกล้องโทรทรรศน์ที่ใช้งานได้อย่างสมบูรณ์แบบเป็นครั้งแรก และเป็นจุดสำคัญสำหรับการพัฒนาในอนาคตเนื่องจากมีคุณสมบัติที่เหนือกว่ากล้องโทรทรรศน์ของกาลิเลโอ รุ่นก่อน หน้า^{[ 8 ]}

การค้นพบ มากมายในระบบสุริยะ (และนอกเหนือจากนั้น) ตามมาในศตวรรษต่อมาได้แก่ ภูเขาบนดวงจันทร์เฟสของดาวศุกร์ ดาว บริวารหลักของดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์วงแหวนของดาวเสาร์ดาวหางจำนวนมากดาวเคราะห์ น้อย ดาวเคราะห์ดวงใหม่ยูเรนัสและเนปจูนและดาวบริวารอีก มากมาย

กล้องโทรทัศน์อวกาศโคจร 2 (Orbiting Astronomical Observatory 2)เป็นกล้องโทรทัศน์อวกาศ ตัวแรก ที่ปล่อยขึ้นสู่อวกาศในปี 1968 ^{[ 9 ]}แต่การปล่อยกล้องโทรทัศน์อวกาศฮับเบิลในปี 1990 ^{[ 10 ]}ถือเป็นก้าวสำคัญ ณ วันที่ 1 ธันวาคม 2022 มีการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ ที่ได้รับการยืนยันแล้ว 5,284 ดวง กาแล็กซี ทางช้างเผือกคาดว่าจะมีดาวฤกษ์ 100–400 พันล้านดวง ^{[ 11 ]}และดาวเคราะห์มากกว่า 100 พันล้าน ดวง ^{[ 12 ]}มีกาแล็กซี อย่างน้อย 2 ล้านล้านแห่ง ในเอกภพที่สังเกตได้ [ ^{13 ] [ 14 ] HD1}เป็นวัตถุ ที่อยู่ ไกลที่สุด ที่รู้จักจากโลก โดยมีรายงานว่า อยู่ห่างออกไป33.4 พันล้านปีแสง^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]}

MW 18014เป็นจรวด V-2 ของเยอรมัน ที่ถูกปล่อยทดสอบเมื่อวันที่ 20 มิถุนายน พ.ศ. 2487 ณศูนย์วิจัยกองทัพบกพีเนมุนเดอในพีเนมุนเดอ นับเป็นวัตถุที่มนุษย์สร้างขึ้นชิ้นแรกที่ไปถึงอวกาศโดยขึ้นไปถึงจุดสูงสุดที่ 176 กิโลเมตร^{[ 21 ]}ซึ่งสูงกว่าเส้นคาร์มันมาก^{[ 22 ]}เป็นการปล่อยทดสอบในแนวดิ่ง แม้ว่าจรวดจะไปถึงอวกาศ แต่ก็ไม่ถึงความเร็ววงโคจรจึงตกลงสู่พื้นโลก กลายเป็นเที่ยวบินอวกาศย่อยวงโคจรครั้งแรก[ 23 ^{]ในปี}พ.ศ. 2492 Bumper-WACขึ้นไปถึงระดับความสูง 393 กิโลเมตร (244 ไมล์) กลายเป็นวัตถุที่มนุษย์สร้างขึ้นชิ้นแรกที่เข้าสู่อวกาศ ตามข้อมูลของNASA ^{[ 24 ]}

การปล่อยดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจรครั้งแรกที่ประสบความสำเร็จคือ ภารกิจ ดาวเทียมสปุตนิก 1 ("ดาวเทียม 1") ของ สหภาพโซเวียต ซึ่ง ไม่มีลูกเรือควบคุม เมื่อวันที่ 4 ตุลาคม 1957 ดาวเทียมมีน้ำหนักประมาณ 83 กิโลกรัม (183 ปอนด์) และเชื่อกันว่าโคจรรอบโลกที่ความสูงประมาณ 250 กิโลเมตร (160 ไมล์) ดาวเทียมมีเครื่องส่งสัญญาณวิทยุสองเครื่อง (20 และ 40 เมกะเฮิร์ตซ์) ซึ่งส่งเสียง "บี๊บ" ที่วิทยุทั่วโลกสามารถได้ยิน การวิเคราะห์สัญญาณวิทยุถูกนำมาใช้เพื่อรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับความหนาแน่นของอิเล็กตรอนในชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์ ในขณะที่ข้อมูลอุณหภูมิและความดันถูกเข้ารหัสไว้ในระยะเวลาของเสียงบี๊บวิทยุ ผลลัพธ์บ่งชี้ว่าดาวเทียมไม่ได้ถูกอุกกาบาตพุ่งชนสปุตนิก 1ถูกปล่อยโดย จรวด R-7และเผาไหม้หมดไปเมื่อกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศโลกในวันที่ 3 มกราคม 1958

การส่งมนุษย์ขึ้นสู่อวกาศครั้งแรกที่ประสบความสำเร็จคือยานวอสต็อก 1 ("ตะวันออก 1") ซึ่งบรรทุก นักบินอวกาศชาวรัสเซียวัย 27 ปียูริ กาการินเมื่อวันที่ 12 เมษายน 1961 ยานอวกาศโคจรรอบโลกหนึ่งรอบ ใช้เวลาประมาณ 1 ชั่วโมง 48 นาที การบินของกาการินสร้างความประทับใจไปทั่วโลก มันเป็นการแสดงให้เห็นถึงความก้าวหน้าของโครงการอวกาศของสหภาพโซเวียตและมันได้เปิดยุคใหม่ในการสำรวจอวกาศอย่างสิ้นเชิง นั่นคือการ บินอวกาศของมนุษย์

วัตถุเทียมชิ้นแรกที่ไปถึงวัตถุทางดาราศาสตร์อื่นคือLuna 2ซึ่งไปถึงดวงจันทร์ในปี พ.ศ. 2492 ^{[ 25 ]}การลงจอดอย่างนุ่มนวลครั้งแรกบนวัตถุทางดาราศาสตร์อื่นเกิดขึ้นโดยLuna 9ซึ่งลงจอดบนดวงจันทร์เมื่อวันที่ 3 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2509 ^{[ 26 ]} Luna 10กลายเป็นดาวเทียมเทียมดวงแรกของดวงจันทร์ โดยเข้าสู่วงโคจรของดวงจันทร์เมื่อวันที่ 3 เมษายน พ.ศ. 2509 ^{[ 27 ]}

การลงจอดบนวัตถุทางดาราศาสตร์อื่นครั้งแรกโดยมีมนุษย์ควบคุมเกิดขึ้นโดยยานอวกาศอะพอลโล 11 เมื่อวันที่ 20 กรกฎาคม 1969 โดยลงจอดบนดวงจันทร์ มียานอวกาศที่มีมนุษย์ควบคุมทั้งหมด 6 ลำที่ลงจอดบนดวงจันทร์นับตั้งแต่ปี 1969 จนถึงการลงจอดครั้งสุดท้ายของมนุษย์ในปี 1972

การบินผ่านดาวเคราะห์ครั้งแรกเกิดขึ้นในปี 1961 โดยยานเวเนรา 1ที่บินผ่านดาวศุกร์แม้ว่ายานมาริเนอร์ 2 ในปี 1962 จะเป็นการบินผ่านดาวศุกร์ ครั้งแรก ที่ส่งข้อมูลกลับมา (ระยะใกล้ที่สุด 34,773 กิโลเมตร) ยานไพโอเนียร์ 6เป็นดาวเทียมดวงแรกที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ โดยปล่อยขึ้นสู่ อวกาศเมื่อวันที่ 16 ธันวาคม 1965 ดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ ถูกบินผ่านเป็นครั้งแรกในปี 1965 โดยยานมาริเนอร์ 4 สำหรับ ดาวอังคารปี1973 โดย ยานไพโอเนียร์ 10 สำหรับดาวพฤหัสบดีปี 1974 โดยยานมาริเนอร์ 10 สำหรับดาวพุธ ปี 1979 โดยยานไพโอเนียร์ 11สำหรับดาวเสาร์ ปี 1979 โดยยานวอยเอเจอร์ 2สำหรับดาวยูเรนัส ปี 1986 และปี 1989 โดยยานวอยเอเจอร์ 2สำหรับดาวเนปจูนในปี 2015 ยานดอว์น ได้โคจรรอบดาวเคราะห์แคระเซเรสและยานนิวฮอไร ซันส์ได้ บินผ่าน ดาวเคราะห์แคระ พลูโตซึ่งรวมถึงการโคจรผ่านดาวเคราะห์ทั้งแปดดวงในระบบสุริยะ ดวงอาทิตย์ดวงจันทร์และเซเรสกับพลูโต(สองในห้าดาวเคราะห์แคระที่ได้รับการยอมรับ )

ภารกิจสำรวจพื้นผิวระหว่างดาวเคราะห์ครั้งแรกที่ส่งข้อมูลพื้นผิวจากดาวเคราะห์ดวงอื่นกลับมายังโลกได้อย่างน้อยในระดับจำกัด คือการลงจอดของยานเวเนรา 7 ในปี 1970 ซึ่งส่งข้อมูลจากดาวศุกร์ กลับมายังโลกเป็นเวลา 23 นาที ในปี 1975 ยานเวเนรา 9เป็นยานลำแรกที่ส่งภาพจากพื้นผิวของดาวเคราะห์ดวงอื่นกลับมา โดยส่งภาพจากดาวศุกร์กลับมา ในปี 1971 ภารกิจ มาร์ส 3ประสบความสำเร็จในการลงจอดอย่างนุ่มนวลบนดาวอังคารเป็นครั้งแรก และส่งข้อมูลกลับมาได้เกือบ 20 วินาที ต่อมาได้มีการทำภารกิจสำรวจพื้นผิวที่มีระยะเวลานานกว่านั้น เช่น ภารกิจไวกิ้ง 1 ที่ปฏิบัติการบนพื้นผิวดาวอังคารนานกว่า 6 ปี ตั้งแต่ปี 1975 ถึง 1982 และการส่งข้อมูลจากพื้นผิวดาวศุกร์นานกว่า 2 ชั่วโมงโดยยานเวเนรา 13ในปี 1982 ซึ่งเป็นภารกิจสำรวจพื้นผิวดาวเคราะห์ที่ยาวนานที่สุดของสหภาพโซเวียต ดาวศุกร์และดาวอังคารเป็นดาวเคราะห์สองดวงนอกโลกที่มนุษย์ได้ทำภารกิจสำรวจพื้นผิวด้วยยานอวกาศหุ่นยนต์ ไร้คน ขับ

สถานีอวกาศ ซาลยุต 1เป็นสถานีอวกาศ แห่งแรกของโลกที่ สหภาพโซเวียตส่งขึ้นสู่วงโคจรต่ำของโลกเมื่อวันที่ 19 เมษายน 1971 ปัจจุบัน สถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) เป็นสถานีอวกาศที่ใหญ่ที่สุดและเก่าแก่ที่สุดในบรรดาสถานีอวกาศที่ใช้งานได้เต็มรูปแบบ 2 แห่ง ซึ่งมีผู้คนอาศัยอยู่ต่อเนื่องมาตั้งแต่ปี 2000 สถานีอวกาศอีกแห่งคือสถานีอวกาศเทียนกงที่สร้างโดยจีน ปัจจุบันมีลูกเรือประจำการและใช้งานได้เต็มรูปแบบแล้ว

ยานวอยเอเจอร์ 1กลายเป็นวัตถุที่มนุษย์สร้างขึ้นชิ้นแรกที่ออกจากระบบสุริยะเข้าสู่อวกาศระหว่างดวงดาวเมื่อวันที่ 25 สิงหาคม พ.ศ. 2555 ยานสำรวจผ่านเฮลิโอพอสที่ระยะ 121 AUเพื่อเข้าสู่อวกาศระหว่างดวงดาว^{[ 28 ]}

ในปี 1970 ยาน อวกาศอะพอลโล 13ได้บินผ่านด้านไกลของดวงจันทร์ที่ระดับความสูง 254 กิโลเมตร (158 ไมล์; 137 ไมล์ทะเล) เหนือพื้นผิวดวงจันทร์ และห่างจากโลก 400,171 กิโลเมตร (248,655 ไมล์) ซึ่งเป็นสถิติระยะทางที่มนุษย์เดินทางไปไกลที่สุดจากโลก จนกระทั่งยานอาร์เทมิส 2บินผ่านดวงจันทร์ในเดือนเมษายน 2026 ซึ่งอยู่ห่างจากโลก 406,773 กิโลเมตร (252,757 ไมล์) ณ จุดที่ไกลที่สุด

ณ วันที่ 9 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2568 ยานวอยเอเจอร์ 1อยู่ห่างจากโลก 166.4 AU (24.89 พันล้านกิโลเมตร; 15.47 พันล้านไมล์) ^{[ 29 ]}ถือเป็นวัตถุที่มนุษย์สร้างขึ้นที่อยู่ห่างจากโลกมากที่สุด^{[ 30 ]}

ตั้งแต่กลางศตวรรษที่ 20 เป็นต้นมา มีการส่งยานสำรวจและภารกิจที่มีมนุษย์ควบคุมขึ้นไปโคจรรอบโลก จากนั้นก็ไปยังดวงจันทร์ นอกจากนี้ยังมีการส่งยานสำรวจไปทั่วระบบสุริยะที่รู้จักกัน และโคจรรอบดวงอาทิตย์ ยานอวกาศไร้คนขับถูกส่งขึ้นไปโคจรรอบดาวเสาร์ ดาวพฤหัสบดี ดาวอังคาร ดาวศุกร์ และดาวพุธภายในศตวรรษที่ 21 และยานอวกาศที่เดินทางไกลที่สุดคือวอยเอเจอร์ 1และ2ซึ่งเดินทางไกลกว่าระยะทางระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ถึง 100 เท่า อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์ต่างๆ ที่ติดตั้งในยานนั้นเพียงพอที่จะทำให้เชื่อได้ว่าพวกมันได้ออกจากเฮลิโอสเฟียร์ของดวงอาทิตย์แล้ว ซึ่งเป็นเหมือนฟองอากาศของอนุภาคที่เกิดขึ้นในกาแล็กซีโดยลมสุริยะ ของดวง อาทิตย์

ดวงอาทิตย์เป็นเป้าหมายสำคัญของการสำรวจอวกาศ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการที่อยู่เหนือชั้นบรรยากาศและสนามแม่เหล็กโลก ทำให้สามารถเข้าถึงลมสุริยะ รังสีอินฟราเรด และรังสีอัลตราไวโอเลต ซึ่งไม่สามารถเข้าถึงพื้นผิวโลกได้ ดวงอาทิตย์เป็นต้นกำเนิดของสภาพอากาศในอวกาศ ส่วนใหญ่ ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อระบบการผลิตและส่งกระแสไฟฟ้าบนโลก และรบกวน หรือแม้แต่สร้างความเสียหายให้กับดาวเทียมและยานสำรวจอวกาศ ยานอวกาศจำนวนมากที่อุทิศให้กับการสังเกตการณ์ดวงอาทิตย์ เริ่มต้นด้วยโครงการApollo Telescope Mountได้ถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศ และยังมีอีกหลายลำที่มีเป้าหมายรองคือการสังเกตการณ์ดวง อาทิตย์ ยาน Parker Solar Probeที่ปล่อยขึ้นสู่อวกาศในปี 2018 จะเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ในระยะ 1/9 ของวงโคจรของดาวพุธ

ดาวพุธ ยังคงเป็น ดาวเคราะห์หินที่ยังไม่ได้รับการสำรวจมากที่สุดณ เดือนพฤษภาคม 2013 ภารกิจ Mariner 10และMESSENGERเป็นเพียงภารกิจเดียวที่ได้ทำการสังเกตการณ์ดาวพุธในระยะใกล้MESSENGERเข้าสู่วงโคจรของดาวพุธในเดือนมีนาคม 2011 เพื่อตรวจสอบข้อมูลเพิ่มเติมจากการสังเกตการณ์ของ Mariner 10 ในปี 1975 (Munsell, 2006b) ภารกิจที่สามที่จะส่งไปยังดาวพุธ ซึ่งมีกำหนดจะไปถึงในปี 2025 คือBepiColomboจะประกอบด้วยยานสำรวจ สองลำ BepiColombo เป็นภารกิจร่วมระหว่างญี่ปุ่นและองค์การอวกาศยุโรป MESSENGER และ BepiColombo มีจุดประสงค์เพื่อรวบรวมข้อมูลเสริมที่จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจปริศนาหลายอย่างที่ค้นพบจากการบินผ่าน ของ Mariner 10

การเดินทางไปยังดาวเคราะห์ดวงอื่นในระบบสุริยะต้องใช้พลังงาน ซึ่งอธิบายได้ด้วยการเปลี่ยนแปลงความเร็วสุทธิของยานอวกาศ หรือเดลต้า-วี (delta-v ) เนื่องจากค่าเดลต้า-วีในการเดินทางไปยังดาวพุธค่อนข้างสูง และดาวพุธอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มาก การสำรวจดาวพุธจึงทำได้ยาก และวงโคจรโดยรอบดาวพุธก็ค่อนข้างไม่เสถียร

ดาวศุกร์เป็นเป้าหมายแรกของภารกิจสำรวจและลงจอดบนดาวเคราะห์ดวงอื่น และถึงแม้จะมีสภาพแวดล้อมบนพื้นผิวที่โหดร้ายที่สุดแห่งหนึ่งในระบบสุริยะ แต่ก็มีการส่งยานลงจอดไปยังดาวศุกร์มากกว่าดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ ในระบบสุริยะ (เกือบทั้งหมดมาจากสหภาพโซเวียต) ภารกิจสำรวจครั้งแรกคือ ยาน  เวเนรา 1 ในปี 1961 แต่  ยานมาริเนอร์ 2 ในปี 1962  เป็นภารกิจสำรวจครั้งแรกที่ส่งข้อมูลกลับมาได้สำเร็จ หลังจากนั้นก็มีภารกิจสำรวจโดยหน่วยงานอวกาศหลายแห่งตามมา โดยมักเป็นส่วนหนึ่งของภารกิจที่ใช้การสำรวจดาวศุกร์เพื่อช่วย ใน การคำนวณแรงโน้มถ่วงระหว่างทางไปยังวัตถุทางดาราศาสตร์อื่น ๆ ในปี 1967 ยานเวเนรา 4กลายเป็นยานสำรวจลำแรกที่เข้าไปสำรวจชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์โดยตรง ในปี 1970 ยานเวเนรา 7กลายเป็นยานลงจอดที่ประสบความสำเร็จลำแรกที่ไปถึงพื้นผิวของดาวศุกร์ และภายในปี 1985 ก็มีภารกิจลงจอดบนดาวศุกร์ของโซเวียตอีก 8 ลำที่ประสบความสำเร็จ ซึ่งให้ภาพและข้อมูลพื้นผิวโดยตรงอื่น ๆ นับตั้งแต่ปี 1975 เป็นต้นมา ด้วยยานสำรวจดาวศุกร์เวเนรา 9 ของสหภาพโซเวียต มีภารกิจส่งยานสำรวจดาวศุกร์ที่ประสบความสำเร็จประมาณสิบภารกิจ รวมถึงภารกิจในภายหลังที่สามารถสร้างแผนที่พื้นผิวของดาวศุกร์โดยใช้เรดาร์ทะลุผ่านชั้นบรรยากาศที่บดบังทัศนวิสัยได้

การสำรวจอวกาศถูกนำมาใช้เป็นเครื่องมือในการทำความเข้าใจโลกในฐานะวัตถุทางดาราศาสตร์ ภารกิจโคจรในอวกาศสามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับโลกที่อาจยากหรือเป็นไปไม่ได้ที่จะได้รับจากจุดอ้างอิงบนพื้นดินเพียงอย่างเดียว

ตัวอย่างเช่น การมีอยู่ของแถบรังสีแวนอัลเลนนั้นไม่เป็นที่รู้จักจนกระทั่งถูกค้นพบโดยดาวเทียมเทียมดวงแรกของสหรัฐอเมริกา คือเอ็กซ์พลอเรอร์ 1แถบรังสีเหล่านี้มีรังสีที่ถูกกักไว้โดยสนามแม่เหล็กโลก ซึ่งในปัจจุบันทำให้การสร้างสถานีอวกาศที่อยู่อาศัยได้ที่ระดับความสูงเกิน 1,000 กิโลเมตรนั้นเป็นไปไม่ได้ หลังจากการค้นพบที่ไม่คาดคิดในครั้งแรกนี้ ดาวเทียมสำรวจโลกจำนวนมากได้ถูกส่งขึ้นไปโดยเฉพาะเพื่อสำรวจโลกจากมุมมองอวกาศ ดาวเทียมเหล่านี้มีส่วนสำคัญอย่างยิ่งต่อความเข้าใจปรากฏการณ์ต่างๆ บนโลก ตัวอย่างเช่นรูโหว่ในชั้นโอโซนถูกค้นพบโดยดาวเทียมเทียมที่สำรวจชั้นบรรยากาศของโลก และดาวเทียมยังช่วยให้ค้นพบแหล่งโบราณคดีหรือการก่อตัวทางธรณีวิทยาที่ยากหรือเป็นไปไม่ได้ที่จะระบุได้ด้วยวิธีอื่น

ดวงจันทร์เป็นวัตถุทางดาราศาสตร์แรกที่ถูกเป้าหมายในการสำรวจอวกาศ มันมีความโดดเด่นตรงที่เป็นวัตถุทางดาราศาสตร์ที่อยู่ห่างไกลที่สุดดวงแรกที่ยานอวกาศบินผ่าน โคจรรอบ และลงจอด และเป็นวัตถุทางดาราศาสตร์ที่อยู่ห่างไกลที่สุดเพียงดวงเดียวที่มนุษย์เคยไปเยือน

ในปี 1959 สหภาพโซเวียตได้ภาพแรกของด้านไกลของดวงจันทร์ซึ่งไม่เคยมีมนุษย์คนใดเคยเห็นมาก่อน การสำรวจดวงจันทร์ของสหรัฐฯ เริ่มต้นด้วย ยานสำรวจ Ranger 4ในปี 1962 ตั้งแต่ปี 1966 สหภาพโซเวียตได้ส่งยานลงจอดบนดวงจันทร์หลายลำ สำเร็จ ซึ่งสามารถเก็บข้อมูลได้โดยตรงจากพื้นผิวดวงจันทร์ เพียงสี่เดือนต่อมา ยานSurveyor 1ก็เป็นยานลงจอดบนดวงจันทร์ของสหรัฐฯ ที่ประสบความสำเร็จเป็นครั้งแรก ภารกิจไร้คนขับของสหภาพโซเวียตสิ้นสุดลงด้วยโครงการ Lunokhodในช่วงต้นทศวรรษ 1970 ซึ่งรวมถึงยานสำรวจไร้คนขับลำแรก และยังประสบความสำเร็จในการนำตัวอย่างดินจากดวงจันทร์กลับมายังโลกเพื่อการศึกษา นี่ถือเป็นการนำตัวอย่างดินจากนอกโลกกลับมายังโลกโดยอัตโนมัติครั้งแรก (และจนถึงปัจจุบันเป็นเพียงครั้งเดียว) การสำรวจดวงจันทร์โดยยานไร้คนขับยังคงดำเนินต่อไป โดยหลายประเทศส่งยานโคจรไปรอบดวงจันทร์เป็นระยะๆยานสำรวจดวงจันทร์ฉางเอ๋อ 4ของจีนในปี 2019 และฉางเอ๋อ 6ในปี 2024 ประสบความสำเร็จในการลงจอดและเก็บตัวอย่างจากด้านไกลของดวงจันทร์ เป็นครั้งแรกของโลก ส่วนยานสำรวจดวงจันทร์ จันทรายาน-3ของอินเดีย ในปี 2023 ประสบความสำเร็จในการลงจอด บริเวณ ขั้วใต้ของดวงจันทร์เป็นครั้งแรกของโลก

การสำรวจดวงจันทร์โดยมนุษย์เริ่มต้นขึ้นในปี 1968 ด้วย ภารกิจ อะพอลโล 8ซึ่งประสบความสำเร็จในการโคจรรอบดวงจันทร์ นับเป็นครั้งแรกที่มนุษย์โคจรรอบวัตถุนอกโลกใดๆ ในปี 1969 ภารกิจ อะพอลโล 11เป็นครั้งแรกที่มนุษย์เหยียบย่างบนโลกอื่น การสำรวจดวงจันทร์โดยมนุษย์ไม่ได้ดำเนินต่อไปนาน นัก ภารกิจ อะพอลโล 17ในปี 1972 เป็นการลงจอดบนดวงจันทร์ครั้งที่หกและเป็นการเยือนดวงจันทร์ครั้งล่าสุดของมนุษย์ ภารกิจอาร์เทมิส 2เสร็จสิ้นการบินผ่านดวงจันทร์โดยมนุษย์ในปี 2026 และอาร์เทมิส 4ซึ่งวางแผนไว้สำหรับปี 2028 จะเป็นการลงจอดบนดวงจันทร์ครั้งแรกนับตั้งแต่ภารกิจอะพอลโล 17 ส่วนภารกิจหุ่นยนต์ยังคงได้รับการดำเนินการอย่างจริงจัง

การสำรวจดาวอังคารเป็นส่วนสำคัญของโครงการสำรวจอวกาศของสหภาพโซเวียต (ต่อมาคือรัสเซีย) สหรัฐอเมริกา ยุโรป ญี่ปุ่น และอินเดียยานอวกาศหุ่นยนต์ หลายสิบลำ รวมถึงยานโคจรยานลงจอดและยานสำรวจพื้นผิวถูกส่งไปยังดาวอังคารตั้งแต่ทศวรรษ 1960 ภารกิจเหล่านี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับสภาพปัจจุบันและตอบคำถามเกี่ยวกับประวัติศาสตร์ของดาวอังคาร คำถามที่นักวิทยาศาสตร์ตั้งขึ้นนั้นคาดว่าจะไม่เพียงแต่จะทำให้เข้าใจดาวเคราะห์สีแดงได้ดีขึ้นเท่านั้น แต่ยังอาจให้ข้อมูลเชิงลึกเพิ่มเติมเกี่ยวกับอดีตและอนาคตที่เป็นไปได้ของโลกอีกด้วย

การสำรวจดาวอังคารมีค่าใช้จ่ายทางการเงินจำนวนมาก โดยประมาณสองในสามของยานอวกาศทั้งหมดที่มุ่งหน้าไปยังดาวอังคารล้มเหลวก่อนที่จะเสร็จสิ้นภารกิจ บางลำล้มเหลวก่อนที่จะเริ่มต้นเสียด้วยซ้ำ อัตราความล้มเหลวที่สูงเช่นนี้สามารถอธิบายได้จากความซับซ้อนและตัวแปรจำนวนมากที่เกี่ยวข้องกับการเดินทางระหว่างดาวเคราะห์ และทำให้นักวิจัยพูดติดตลกถึง " ปีศาจกาแล็กซีผู้ยิ่งใหญ่ " ^{[ 31 ]}ซึ่งดำรงชีวิตอยู่ด้วยอาหารของยานสำรวจดาวอังคาร ปรากฏการณ์นี้ยังเป็นที่รู้จักอย่างไม่เป็นทางการว่า " คำสาปดาวอังคาร " ^{[ 32 ]}ในทางตรงกันข้ามกับอัตราความล้มเหลวโดยรวมที่สูงในการสำรวจดาวอังคารอินเดียได้กลายเป็นประเทศแรกที่ประสบความสำเร็จในการพยายามครั้งแรกภารกิจโคจรดาวอังคาร ของอินเดีย (MOM) ^{[ 33 ] [ 34 ] [ 35 ]}เป็นหนึ่งในภารกิจระหว่างดาวเคราะห์ที่มีราคาถูกที่สุดเท่าที่เคยดำเนินการมา โดยมีต้นทุนรวมโดยประมาณ450 ล้านรูปี( 73 ล้านดอลลาร์สหรัฐ ) ^{[ 36 ] [ 37 ]}ภารกิจแรกไปยังดาวอังคารโดยประเทศอาหรับใดๆ ได้ดำเนินการโดยสหรัฐอาหรับเอมิเรตส์ เรียกว่าภารกิจดาวอังคารของสหรัฐอาหรับเอมิเรตส์ซึ่งเปิดตัวเมื่อวันที่ 19 กรกฎาคม 2020 และเข้าสู่วงโคจรรอบดาวอังคารเมื่อวันที่ 9 กุมภาพันธ์ 2021 ยานสำรวจไร้คนขับนี้มีชื่อว่า "Hope Probe" และถูกส่งไปยังดาวอังคารเพื่อศึกษาบรรยากาศของดาวอังคารอย่างละเอียด^{[ 38 ]}

ภารกิจอวกาศFobos-Grunt ของรัสเซีย ซึ่งปล่อยขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 9 พฤศจิกายน 2011 ประสบความล้มเหลว ทำให้ติดอยู่ในวงโคจรต่ำของโลก^{[ 39 ]}ภารกิจนี้มีเป้าหมายเพื่อเริ่มต้นการสำรวจโฟบอสและวงโคจรรอบโลกของดาวอังคาร และศึกษาว่าดวงจันทร์ของดาวอังคาร หรืออย่างน้อยที่สุดก็คือโฟบอส สามารถเป็น "จุดเปลี่ยนถ่าย" สำหรับยานอวกาศที่เดินทางไปยังดาวอังคารได้หรือไม่^{[ 40 ]}

ก่อนการมาถึงของการเดินทางในอวกาศวัตถุในแถบดาวเคราะห์น้อยเป็นเพียงจุดแสงเล็กๆ แม้แต่ในกล้องโทรทรรศน์ที่ใหญ่ที่สุด รูปร่างและภูมิประเทศของพวกมันยังคงเป็นปริศนา ปัจจุบันมีดาวเคราะห์น้อยหลายดวงที่ได้รับการสำรวจโดยยานสำรวจ โดยยานกาลิเลโอ เป็นยานแรก ที่บินผ่านดาวเคราะห์น้อยสองดวง ได้แก่ 951 กัสปราในปี 1991 และ243 ไอดาในปี 1993 ดาวเคราะห์น้อยทั้งสองดวงนี้อยู่ใกล้กับ เส้นทางโคจรที่วางแผนไว้ของ กาลิเลโอไปยังดาวพฤหัสบดีมากพอที่จะสามารถสำรวจได้ในราคาที่ยอมรับได้ การลงจอดบนดาวเคราะห์น้อยครั้งแรกเกิดขึ้นโดยยาน สำรวจ เนียร์ ชูเมกเกอร์ในปี 2000 หลังจากสำรวจวงโคจรของวัตถุ433 อีรอ ส ดาวเคราะห์แคระ เซเรสและดาวเคราะห์น้อย4 เวสตา ซึ่งเป็นหนึ่งในสามดาวเคราะห์น้อยที่ใหญ่ที่สุด ได้รับการสำรวจโดยยาน อวกาศดอว์นของนาซาที่ปล่อยขึ้นสู่อวกาศในปี 2007

ยานอวกาศ ฮายาบูสะเป็นยานอวกาศหุ่นยนต์ที่พัฒนาโดยองค์การสำรวจอวกาศแห่งญี่ปุ่น (JAXA)เพื่อนำตัวอย่างวัสดุจากดาวเคราะห์น้อยใกล้โลกขนาดเล็ก 25143 อิโตะคาวะ กลับ มายังโลกเพื่อทำการวิเคราะห์เพิ่มเติม ฮายาบูสะถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 9 พฤษภาคม 2546 และเข้าใกล้ดาวเคราะห์น้อยอิโตะคาวะในช่วงกลางเดือนกันยายน 2548 หลังจากเดินทางถึงอิโตะคาวะฮายาบูสะได้ศึกษาลักษณะรูปร่าง การหมุน ภูมิประเทศ สี องค์ประกอบ ความหนาแน่น และประวัติของดาวเคราะห์น้อย ในเดือนพฤศจิกายน 2548 ยานได้ลงจอดบนดาวเคราะห์น้อยสองครั้งเพื่อเก็บตัวอย่าง ยานอวกาศกลับสู่โลกเมื่อวันที่ 13 มิถุนายน 2553

การสำรวจดาวพฤหัสบดีนั้นประกอบด้วยยานอวกาศอัตโนมัติของนาซาจำนวนหนึ่งที่เดินทางไปยังดาวเคราะห์ดวงนี้ตั้งแต่ปี 1973 เป็นต้นมา ภารกิจส่วนใหญ่เป็นการ "บินผ่าน" ซึ่งเป็นการสังเกตการณ์อย่างละเอียดโดยที่ยานไม่ได้ลงจอดหรือเข้าสู่วงโคจร เช่นในโครงการไพโอเนียร์และวอยเอเจอร์ ยาน อวกาศ กาลิเลโอและจูโนเป็นยานอวกาศเพียงสองลำที่เข้าสู่วงโคจรของดาวพฤหัสบดี เนื่องจากเชื่อกันว่าดาวพฤหัสบดีมีแกนหินขนาดเล็กและไม่มีพื้นผิวที่เป็นของแข็งอย่างแท้จริง จึงทำให้ไม่สามารถส่งยานลงจอดได้

การเดินทางจากโลกไปยังดาวพฤหัสบดีต้องใช้ค่า delta-v 9.2 กม./วินาที^{[ 41 ]}ซึ่งเทียบได้กับค่า delta-v 9.7 กม./วินาที ที่จำเป็นในการไปถึงวงโคจรต่ำของโลก^{[ 42 ]}โชคดีที่ สามารถใช้ แรงโน้มถ่วงช่วย ในการบิน ผ่านดาวเคราะห์เพื่อลดพลังงานที่จำเป็นในการปล่อยยานเพื่อไปถึงดาวพฤหัสบดีได้ แม้ว่าจะต้องแลกมาด้วยระยะเวลาการบินที่ยาวนานขึ้นอย่างมากก็ตาม^{[ 41 ]}

ดาวพฤหัสบดีมีดวงจันทร์ที่รู้จักกัน 95 ดวง ซึ่งหลายดวงยังมีข้อมูลเกี่ยวกับพวกมันค่อนข้างน้อย

ดาวเสาร์ได้รับการสำรวจโดยยานอวกาศไร้คนขับที่ส่งโดยนาซาเท่านั้น ซึ่งรวมถึงภารกิจหนึ่ง ( แคสสินี-ฮอยเกนส์ ) ที่วางแผนและดำเนินการร่วมกับหน่วยงานอวกาศอื่นๆ ภารกิจเหล่านี้ประกอบด้วยการบินผ่านในปี 1979 โดยยานไพโอเนียร์ 11ในปี 1980 โดยยานวอยเอเจอร์ 1ในปี 1982 โดยยานวอยเอเจอร์ 2และภารกิจโคจรโดย ยานอวกาศ แคสสินีซึ่งกินเวลาตั้งแต่ปี 2004 จนถึงปี 2017

ดาวเสาร์มี ดวงจันทร์ที่รู้จักกันอย่างน้อย 62 ดวง แม้ว่าจำนวนที่แน่นอนจะยังเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ เนื่องจากวงแหวนของดาวเสาร์ประกอบด้วยวัตถุที่โคจรรอบดาวเสาร์อย่างอิสระจำนวนมากที่มีขนาดแตกต่างกัน ดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดคือไททันซึ่งมีความพิเศษตรงที่เป็นดวงจันทร์เพียงดวงเดียวในระบบสุริยะที่มีชั้นบรรยากาศหนาแน่นกว่าโลก ไททันยังมีความพิเศษตรงที่เป็นวัตถุเพียงชิ้นเดียวในระบบสุริยะชั้นนอกที่ได้รับการสำรวจด้วยยานลงจอด คือ ยานสำรวจ ฮอยเกนส์ที่ส่งไปพร้อมกับยานอวกาศ แคสสินี

การสำรวจดาวยูเรนัสได้ดำเนินการโดยยาน อวกาศ วอยเอเจอร์ 2 อย่างสมบูรณ์ อย่างไรก็ตาม มีแผนสำหรับภารกิจเทียนเหวิน 4 ของจีนที่จะไปเยือนดาวยูเรนัสหรือคาลิสโต ^{[ 43 ]}เนื่องจากแกนเอียง 97.77° และบริเวณขั้วโลกได้รับแสงแดดหรืออยู่ในความมืดเป็นเวลานาน นักวิทยาศาสตร์จึงไม่แน่ใจว่าจะพบอะไรบนดาวยูเรนัส การเข้าใกล้ดาวยูเรนัสมากที่สุดเกิดขึ้นเมื่อวันที่ 24 มกราคม 1986 วอยเอเจอร์ 2 ได้ศึกษาบรรยากาศและ สนามแม่เหล็กที่เป็นเอกลักษณ์ของดาวเคราะห์ดวงนี้วอยเอเจอร์ 2ยังได้ตรวจสอบระบบวงแหวนและดวงจันทร์ของดาวยูเรนัสรวมถึงดวงจันทร์ทั้งห้าดวงที่รู้จักก่อนหน้านี้ และค้นพบดวงจันทร์อีกสิบดวงที่ไม่เคยรู้จักมาก่อน

ภาพถ่ายของดาวยูเรนัสแสดงให้เห็นว่ามีลักษณะสม่ำเสมอ ไม่มีหลักฐานของพายุรุนแรงหรือแถบชั้นบรรยากาศที่ปรากฏบนดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ ต้องใช้ความพยายามอย่างมากในการระบุแม้แต่เมฆเพียงไม่กี่ก้อนในภาพถ่ายของดาวเคราะห์ดวงนี้ อย่างไรก็ตาม สนามแม่เหล็กของดาวยูเรนัสกลับมีลักษณะเฉพาะ เนื่องจากได้รับผลกระทบอย่างมากจากการเอียงแกนหมุนที่ผิดปกติของดาวเคราะห์ ในทางตรงกันข้ามกับลักษณะที่ดูเรียบง่ายของดาวยูเรนัสเอง ภาพถ่ายที่น่าทึ่งของดวงจันทร์ของดาวยูเรนัสได้ถูกบันทึกไว้ รวมถึงหลักฐานที่แสดงว่ามิแรนดาเคยมีกิจกรรมทางธรณีวิทยาที่ผิดปกติ

การสำรวจดาวเนปจูนเริ่มต้นด้วย การบินผ่านของยาน วอยเอเจอร์ 2 เมื่อวันที่ 25 สิงหาคม 1989 ซึ่งเป็นการเยือนระบบดาวเนปจูนเพียงครั้งเดียว มีการพูดคุยถึงความเป็นไปได้ของยานโคจรรอบดาวเนปจูนแต่ยังไม่มีการพิจารณาภารกิจอื่นใดอย่างจริงจัง

แม้ว่าลักษณะที่สม่ำเสมออย่างมากของดาวยูเรนัสระหว่างการเยือนของยานวอยเอเจอร์ 2 ในปี 1986 จะนำไปสู่ความคาดหวังว่าดาวเนปจูนก็จะมีปรากฏการณ์บรรยากาศที่มองเห็นได้น้อยเช่นกัน แต่ยานอวกาศกลับพบว่าดาวเนปจูนมีแถบสีที่เห็นได้ชัด เมฆที่มองเห็นได้แสงออโรร่าและแม้แต่ระบบพายุหมุนแอนติไซโคลน ที่เด่นชัด ซึ่งมีขนาดใหญ่รองลงมาจากจุดแดงใหญ่ ของดาวพฤหัสบดีเท่านั้น ดาวเนปจูนยังพิสูจน์ได้ว่ามีลมที่เร็วที่สุดในบรรดาดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ โดยวัดได้สูงถึง 2,100 กม./ชม. ^{[ 44 ]}ยานวอยเอเจอร์ 2ยังได้ตรวจสอบ วงแหวน และระบบดวงจันทร์ของดาวเนปจูนด้วย โดยค้นพบวงแหวนที่สมบูรณ์ 900 วง และส่วนโค้งของวงแหวนบางส่วนเพิ่มเติมรอบดาวเนปจูน นอกจากการตรวจสอบดวงจันทร์สามดวงที่รู้จักก่อนหน้านี้ของดาวเนปจูนแล้วยานวอยเอเจอร์ 2ยังค้นพบดวงจันทร์ที่ไม่เคยรู้จักมาก่อนอีกห้าดวง ซึ่งหนึ่งในนั้นคือโปรเทอุสซึ่งพิสูจน์แล้วว่าเป็นดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดดวงสุดท้ายในระบบ ข้อมูลจากยานวอยเอเจอร์ 2สนับสนุนมุมมองที่ว่าไทรทัน ดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดของดาวเนปจูน เป็นวัตถุในแถบไคเปอร์ ที่ถูกดึงดูดเข้ามา ^{[ 45 ]}

ดาวเคราะห์แคระพลูโตเป็นอุปสรรคสำคัญสำหรับยานอวกาศเนื่องจากอยู่ห่างจากโลกมาก (ต้องใช้ความเร็วสูงเพื่อให้ใช้เวลาเดินทางที่เหมาะสม) และมีมวลน้อย (ทำให้การจับเข้าสู่วงโคจรทำได้ยากในปัจจุบัน) ยานวอยเอเจอร์ 1สามารถไปเยือนพลูโตได้ แต่ผู้ควบคุมเลือกที่จะบินผ่านไททัน ดวงจันทร์ของดาวเสาร์ในระยะใกล้แทน ส่งผลให้วิถีโคจรไม่สอดคล้องกับการบินผ่านพลูโต ยานวอยเอเจอร์ 2จึงไม่เคยมีวิถีโคจรที่สมเหตุสมผลสำหรับการไปถึงพลูโต^{[ 46 ]}

หลังจากการต่อสู้ทางการเมืองอย่างดุเดือด ภารกิจไปยังดาวพลูโตที่ชื่อว่านิวฮอไรซันส์ได้รับเงินทุนสนับสนุนจากรัฐบาลสหรัฐอเมริกาในปี 2546 ^{[ 47 ]}นิวฮอไรซันส์ถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศอย่างประสบความสำเร็จในวันที่ 19 มกราคม 2549 ในช่วงต้นปี 2550 ยานอวกาศได้ใช้แรง โน้มถ่วง จากดาวพฤหัสบดีช่วยในการเคลื่อนที่ การเข้าใกล้ดาวพลูโตมากที่สุดเกิดขึ้นในวันที่ 14 กรกฎาคม 2558 การสังเกตการณ์ทางวิทยาศาสตร์ของดาวพลูโตเริ่มต้นขึ้นห้าเดือนก่อนที่จะเข้าใกล้มากที่สุด และดำเนินต่อไปอีก 16 วันหลังจากนั้น

ภารกิจNew Horizonsยังได้ทำการบินผ่านดาวเคราะห์น้อยArrokothในแถบไคเปอร์ในปี 2019 ซึ่งเป็นภารกิจระยะยาวครั้งแรก^{[ 48 ]}

แม้ว่าดาวหางหลายดวงจะได้รับการศึกษาจากโลกมาแล้ว บางครั้งด้วยการสังเกตการณ์นานนับศตวรรษ แต่มีดาวหางเพียงไม่กี่ดวงเท่านั้นที่ได้รับการสำรวจอย่างใกล้ชิด ในปี 1985 ยานสำรวจดาวหางนานาชาติ (International Cometary Explorer)ได้ทำการบินผ่านดาวหางดวงแรก ( 21P/Giacobini-Zinner ) ก่อนที่จะเข้าร่วมกับ กลุ่มยานสำรวจฮัลเลย์ (Halley Armada) เพื่อ ศึกษาดาวหางที่มีชื่อเสียงดวงนี้ยานสำรวจ ดีพอิมแพ็ค ( Deep Impact ) ได้พุ่งชน ดาวหาง 9P/Tempelเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับโครงสร้างและองค์ประกอบของมัน และภารกิจ สตาร์ดัสต์ (Stardust)ได้นำตัวอย่างหางของดาวหางอีกดวงหนึ่งกลับมายัง โลก ยาน ลงจอด ฟิเล (Philae)ประสบความสำเร็จในการลงจอดบนดาวหางชูริวมอฟ-เกราซิเมนโก (Churyumov–Gerasimenko)ในปี 2014 ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของภารกิจโรเซตตา (Rosetta)ที่ ใหญ่กว่า

การสำรวจอวกาศห้วงลึกเป็นสาขาหนึ่งของดาราศาสตร์การบินอวกาศและเทคโนโลยีอวกาศที่เกี่ยวข้องกับการสำรวจพื้นที่ห่างไกลในอวกาศ^{[ 49 ]}การสำรวจอวกาศทางกายภาพดำเนินการทั้งโดยการบินอวกาศของมนุษย์ (การบินอวกาศห้วงลึก) และโดยยานอวกาศหุ่นยนต์

ตัวเลือกที่ดีที่สุดบางส่วนสำหรับเทคโนโลยีเครื่องยนต์อวกาศห้วงลึกในอนาคต ได้แก่ปฏิสสารพลังงานนิวเคลียร์และระบบขับเคลื่อนด้วยลำแสง [ ^{50 ] ระบบ}ขับเคลื่อนด้วยลำแสงดูเหมือนจะเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการสำรวจอวกาศห้วงลึกในปัจจุบัน เนื่องจากใช้ฟิสิกส์และเทคโนโลยีที่เป็นที่รู้จักซึ่งกำลังได้รับการพัฒนาเพื่อวัตถุประสงค์อื่น^{[ 51 ]}

โครงการ Breakthrough Starshot เป็นโครงการวิจัยและวิศวกรรมโดยBreakthrough Initiatives เพื่อพัฒนายาน อวกาศแบบใช้ใบเรือแสงต้นแบบ^ชื่อ StarChip [ ^{52 ]}ซึ่งสามารถเดินทางไปยัง ระบบดาว Alpha Centauri ที่อยู่ห่างออกไป 4.37 ปีแสงได้โครงการนี้ก่อตั้งขึ้นในปี 2016 โดยYuri Milner , Stephen HawkingและMark Zuckerberg ^{[ 53 ] [ 54 ]}

บทความในวารสารวิทยาศาสตร์Natureเสนอแนะการใช้ดาวเคราะห์น้อยเป็นประตูสู่การสำรวจอวกาศ โดยมีจุดหมายปลายทางสุดท้ายคือดาวอังคาร เพื่อให้แนวทางนี้เป็นไปได้ ต้องมีเงื่อนไขสามประการคือ ประการแรก "การสำรวจดาวเคราะห์น้อยอย่างละเอียดเพื่อค้นหาวัตถุใกล้เคียงหลายพันชิ้นที่เหมาะสมสำหรับนักบินอวกาศที่จะไปเยือน" ประการที่สอง "การขยายระยะเวลาและความสามารถในการบินให้ไกลขึ้นเรื่อยๆ จนถึงดาวอังคาร" และประการสุดท้าย "การพัฒนายานและเครื่องมือหุ่นยนต์ที่ดีขึ้นเพื่อให้นักบินอวกาศสามารถสำรวจดาวเคราะห์น้อยได้โดยไม่คำนึงถึงขนาด รูปร่าง หรือการหมุนของมัน" นอกจากนี้ การใช้ดาวเคราะห์น้อยจะช่วยปกป้องนักบินอวกาศจากรังสีคอสมิกจากกาแล็กซี โดยลูกเรือจะสามารถลงจอดบนดาวเคราะห์น้อยได้โดยไม่มีความเสี่ยงต่อการได้รับรังสีมากนัก

โครงการอาร์เทมิสเป็นโครงการการบินอวกาศที่มีลูกเรือ ซึ่งดำเนินการอย่างต่อเนื่อง โดยNASA บริษัทการบินอวกาศเชิงพาณิชย์^ของสหรัฐฯและพันธมิตรระหว่างประเทศ เช่นESA [ ^{55 ]}โดยมีเป้าหมายในการนำ "ผู้หญิงคนแรกและผู้ชายคนต่อไป" ลงจอดบนดวงจันทร์ โดยเฉพาะที่ บริเวณ ขั้วใต้ของดวงจันทร์อาร์เทมิสจะเป็นก้าวต่อไปสู่เป้าหมายระยะยาวในการสร้างฐานที่มั่นคงบนดวงจันทร์ วางรากฐานให้บริษัทเอกชนสร้างเศรษฐกิจบนดวงจันทร์ และในที่สุดก็ส่งมนุษย์ไปยังดาวอังคาร

ในปี 2017 โครงการสำรวจดวงจันทร์ได้รับการอนุมัติโดยSpace Policy Directive 1โดยใช้โครงการยานอวกาศที่กำลังดำเนินการอยู่หลายโครงการ เช่นOrion , Lunar Gateway , Commercial Lunar Payload Servicesและเพิ่มยานลงจอดบนดวงจันทร์ที่ยังไม่ได้รับ การ พัฒนา ระบบปล่อยจรวดอวกาศ (Space Launch System)จะทำหน้าที่เป็นยานปล่อยหลักสำหรับ Orion ในขณะที่ยานปล่อยเชิงพาณิชย์มีแผนที่จะใช้ในการปล่อยองค์ประกอบอื่นๆ ของโครงการ^{[ 56 ]} NASA ได้ขอเงินทุนเพิ่มเติม 1.6 พันล้านดอลลาร์สำหรับ Artemis ในปีงบประมาณ 2020 ^{[ 57 ]}ในขณะที่คณะกรรมการจัดสรรงบประมาณของวุฒิสภาสหรัฐฯ ได้ขอรายละเอียดงบประมาณห้าปีจาก NASA ^{[ 58 ]}ซึ่งจำเป็นสำหรับการประเมินและอนุมัติโดยรัฐสภาสหรัฐฯ^{[ 59 ] [ 60 ]}ณ ปี 2026 ภารกิจ Artemis ครั้งแรกถูกปล่อยในปี 2022 โดยภารกิจที่สองเป็นการบินผ่านดวงจันทร์พร้อมลูกเรือ ซึ่งปล่อยในเดือนเมษายน 2026 ^{[ 61 ]}การก่อสร้าง Lunar Gateway กำลังดำเนินการอยู่ โดยความสามารถเบื้องต้นกำหนดไว้ในช่วงปี 2025–2027 ^{[ 62 ]}ยานลงจอด CLPS ลำแรกได้ลงจอดในปี 2024 ซึ่งนับเป็นยานอวกาศของสหรัฐฯ ลำแรกที่ลงจอดนับตั้งแต่Apollo 17 ^{[ 63 ]}

การวิจัยที่ดำเนินการโดยหน่วยงานสำรวจอวกาศแห่งชาติ เช่นNASAและRoscosmosเป็นหนึ่งในเหตุผลที่ผู้สนับสนุนอ้างถึงเพื่อ justifying ค่าใช้จ่ายของรัฐบาล การวิเคราะห์ทางเศรษฐกิจของโครงการ NASA มักแสดงให้เห็นถึงผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจอย่างต่อเนื่อง (เช่นบริษัทที่แตกแขนงออกมาจาก NASA ) ซึ่งสร้างรายได้มากกว่าต้นทุนของโครงการหลายเท่า^{[ 64 ]}นอกจากนี้ยังมีการโต้แย้งว่าการสำรวจอวกาศจะนำไปสู่การสกัดทรัพยากรบนดาวเคราะห์ดวงอื่นและโดยเฉพาะอย่างยิ่งดาวเคราะห์น้อย ซึ่งมีแร่ธาตุและโลหะมูลค่าหลายพันล้านดอลลาร์ การสำรวจดังกล่าวสามารถสร้างรายได้จำนวนมาก^{[ 65 ]}ยิ่งไปกว่านั้น ยังมีการโต้แย้งว่าโครงการสำรวจอวกาศช่วยสร้างแรงบันดาลใจให้เยาวชนศึกษาด้านวิทยาศาสตร์และวิศวกรรม^{[ 66 ]}การสำรวจอวกาศยังช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถทำการทดลองในสภาพแวดล้อมอื่นและขยายความรู้ของมนุษยชาติได้^{[ 67 ]}

ข้ออ้างอีกประการหนึ่งคือ การสำรวจอวกาศเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับมนุษยชาติ และการอยู่บนโลกจะนำไปสู่การสูญพันธุ์ ในที่สุด เหตุผลบางประการได้แก่ การขาดแคลนทรัพยากรธรรมชาติ ดาวหาง สงครามนิวเคลียร์ และโรคระบาดทั่วโลกสตีเฟน ฮอว์คิงนักฟิสิกส์ทฤษฎีชาวอังกฤษผู้มีชื่อเสียง กล่าวว่า "ผมไม่คิดว่าเผ่าพันธุ์มนุษย์จะอยู่รอดได้ในอีกพันปีข้างหน้า เว้นแต่เราจะขยายไปสู่อวกาศ มีอุบัติเหตุมากมายที่อาจเกิดขึ้นกับสิ่งมีชีวิตบนดาวเคราะห์ดวงเดียว แต่ผมเป็นคนมองโลกในแง่ดี เราจะไปให้ถึงดวงดาว" ^{[ 68 ]}ผู้เขียนอาร์เธอร์ ซี. คลาร์ก (1950) ได้นำเสนอสรุปแรงจูงใจสำหรับการสำรวจอวกาศของมนุษย์ในเอกสารเชิงวิชาการกึ่งสารคดีเรื่อง Interplanetary Flight [ ^{69 ] เขา}โต้แย้งว่าทางเลือกของมนุษยชาติโดยพื้นฐานแล้วคือการขยายตัวออกจากโลกไปสู่อวกาศ เทียบกับการหยุดนิ่งทางวัฒนธรรม (และในที่สุดก็ทางชีววิทยา) และความตาย

แรงจูงใจเหล่านี้อาจมาจากหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์จรวดคนแรกๆ ของนาซาแวร์เนอร์ ฟอน บราวน์และวิสัยทัศน์ของเขาเกี่ยวกับการเดินทางของมนุษย์ออกไปนอกโลก พื้นฐานของแผนนี้คือ:

พัฒนาจรวดหลายขั้นตอนที่สามารถส่งดาวเทียม สัตว์ และมนุษย์ขึ้นสู่อวกาศได้

การพัฒนายานอวกาศขนาดใหญ่มีปีกที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ ซึ่งสามารถบรรทุกมนุษย์และอุปกรณ์ขึ้นสู่วงโคจรของโลกในลักษณะที่ทำให้การเข้าถึงอวกาศเป็นเรื่องปกติและคุ้มค่า

การก่อสร้างสถานีอวกาศขนาดใหญ่ที่มีผู้คนอาศัยอยู่ถาวร เพื่อใช้เป็นฐานในการสังเกตการณ์โลก และเป็นฐานในการปล่อยยานอวกาศไปสำรวจอวกาศห้วงลึก

การส่งมนุษย์ขึ้นบินรอบดวงจันทร์เป็นครั้งแรก นำไปสู่การลงจอดบนดวงจันทร์ครั้งแรกของมนุษย์ โดยมีจุดประสงค์เพื่อสำรวจดวงจันทร์และสร้างฐานถาวรบนดวงจันทร์

การประกอบและเติมเชื้อเพลิงให้กับยานอวกาศในวงโคจรของโลกเพื่อจุดประสงค์ในการส่งมนุษย์ไปยังดาวอังคารโดยมีเจตนาที่จะตั้งอาณานิคมบนดาวเคราะห์ดวงนั้นในที่สุด^{[ 70 ]}

แผนดังกล่าวซึ่งรู้จักกันในชื่อแบบจำลองของฟอน บราวน์ ถูกกำหนดขึ้นเพื่อนำมนุษย์ไปสู่การสำรวจอวกาศ วิสัยทัศน์ของฟอน บราวน์เกี่ยวกับการสำรวจอวกาศของมนุษย์ทำหน้าที่เป็นแบบจำลองสำหรับความพยายามในการสำรวจอวกาศไปจนถึงศตวรรษที่ 21 โดยนาซาได้นำแนวทางนี้ไปใช้ในโครงการส่วนใหญ่^{[ 70 ]}ขั้นตอนต่างๆ ถูกดำเนินการแบบไม่เรียงลำดับ ดังที่เห็นได้จากโครงการอพอลโลที่ไปถึงดวงจันทร์ก่อนที่โครงการกระสวยอวกาศจะเริ่มต้นขึ้น ซึ่งต่อมาได้ถูกนำมาใช้ในการสร้างสถานีอวกาศนานาชาติ แบบจำลองของฟอน บราวน์ได้ก่อให้เกิดแรงผลักดันของนาซาในการสำรวจอวกาศของมนุษย์ โดยหวังว่ามนุษย์จะค้นพบขอบเขตอันไกลโพ้นของจักรวาล

NASA ได้จัดทำวิดีโอประกาศบริการสาธารณะชุดหนึ่งเพื่อสนับสนุนแนวคิดเรื่องการสำรวจอวกาศ^{[ 71 ]}

โดยรวมแล้ว ประชาชนชาวสหรัฐฯ ส่วนใหญ่ยังคงสนับสนุนการสำรวจอวกาศทั้งแบบมีลูกเรือและไม่มีลูกเรือ จาก ผลสำรวจความคิดเห็น ของสำนักข่าวเอพีที่จัดทำขึ้นในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2546 พบว่า 71% ของพลเมืองสหรัฐฯ เห็นด้วยกับข้อความที่ว่าโครงการอวกาศเป็น "การลงทุนที่ดี" เมื่อเทียบกับ 21% ที่ไม่เห็นด้วย^{[ 72 ]}

การสนับสนุนอวกาศและนโยบายอวกาศ^{[ 73 ]} มักจะอ้างถึงการสำรวจ ว่าเป็นธรรมชาติของมนุษย์^{[ 74 ]}

การบินอวกาศคือการใช้เทคโนโลยีอวกาศเพื่อให้ยานอวกาศ สามารถบิน ขึ้นไปและเดินทางผ่านอวกาศได้

การเดินทางในอวกาศถูกนำไปใช้ในการสำรวจอวกาศ และกิจกรรมเชิงพาณิชย์ เช่นการท่องเที่ยวอวกาศและการสื่อสารผ่านดาวเทียมนอกจากนี้ ยังมีการใช้งานการเดินทางในอวกาศในด้านอื่นๆ ที่ไม่ใช่เชิงพาณิชย์ เช่นหอดูดาวอวกาศดาวเทียมสอดแนมและดาวเทียมสำรวจโลก อื่น ๆ

การเดินทางสู่อวกาศโดยทั่วไปเริ่มต้นด้วยการปล่อยจรวดซึ่งให้แรงขับเริ่มต้นเพื่อเอาชนะแรงโน้มถ่วงและผลักดันยานอวกาศออกจากพื้นผิวโลก เมื่ออยู่ในอวกาศแล้ว การเคลื่อนที่ของยานอวกาศ ทั้งในขณะที่ไม่มีแรงขับและในขณะที่มีแรงขับ จะถูกศึกษาในสาขาวิชาที่เรียกว่าดาราศาสตร์พลศาสตร์ ยานอวกาศบางลำอยู่ในอวกาศอย่างไม่มีกำหนด บางลำแตกสลายระหว่างการกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศและบางลำไปถึงพื้นผิวของดาวเคราะห์หรือดวงจันทร์เพื่อลงจอดหรือพุ่งชน

ดาวเทียมถูกนำไปใช้ในวัตถุประสงค์มากมาย ประเภทที่พบได้ทั่วไป ได้แก่ ดาวเทียมสำรวจโลกทางทหาร (สอดแนม) และพลเรือน ดาวเทียมสื่อสาร ดาวเทียมนำทาง ดาวเทียมพยากรณ์อากาศ และดาวเทียมวิจัยสถานีอวกาศและยานอวกาศ ที่มีมนุษย์ควบคุม ในวงโคจรก็จัดเป็นดาวเทียมเช่นกัน

การใช้ประโยชน์จากอวกาศในเชิงพาณิชย์เริ่มต้นจากการปล่อยดาวเทียมส่วนตัวโดย NASA หรือหน่วยงานอวกาศอื่นๆ ตัวอย่างปัจจุบันของการใช้ประโยชน์จากอวกาศในเชิงพาณิชย์โดยใช้ดาวเทียม ได้แก่ระบบนำทางด้วยดาวเทียม โทรทัศน์ผ่านดาวเทียม การสื่อสารผ่านดาวเทียม (เช่น บริการอินเทอร์เน็ต) และวิทยุผ่านดาวเทียมขั้นตอนต่อไปของการใช้ประโยชน์จากอวกาศในเชิงพาณิชย์คือการบินอวกาศของมนุษย์ การส่งมนุษย์ขึ้นและลงจากอวกาศอย่างปลอดภัยกลายเป็นเรื่องปกติสำหรับ NASA และรัสเซีย^{[ 75 ]}ยานอวกาศที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ถือเป็นความท้าทายทางวิศวกรรมรูปแบบใหม่ ซึ่งเป็นสิ่งที่เห็นได้เฉพาะในนวนิยายและภาพยนตร์ เช่น Star Trek และ War of the Worlds นักบินอวกาศBuzz Aldrinสนับสนุนการสร้างยานพาหนะที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้เช่นกระสวยอวกาศ Aldrin เชื่อว่ายานอวกาศที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้เป็นกุญแจสำคัญในการทำให้การเดินทางในอวกาศมีราคาไม่แพง โดยระบุว่า "การเดินทางในอวกาศของผู้โดยสารเป็นตลาดที่มีศักยภาพมหาศาลเพียงพอที่จะสร้างยานปล่อยที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้" ^{[ 76 ]}การท่องเที่ยวอวกาศ เป็นขั้นตอนต่อไปในการใช้ยานพาหนะที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ในการใช้ประโยชน์จากอวกาศในเชิงพาณิชย์ จุดประสงค์ของ การเดินทางในอวกาศรูปแบบนี้คือความสุขส่วนบุคคล

บริษัทเอกชนด้านการบินอวกาศเช่นSpaceXและBlue Originรวมถึงสถานีอวกาศเชิงพาณิชย์เช่น Axiom Space และBigelow Commercial Space Stationได้เปลี่ยนแปลงต้นทุนและภาพรวมของการสำรวจอวกาศ และคาดว่าจะยังคงเปลี่ยนแปลงต่อไปในอนาคตอันใกล้นี้

ดาราชีววิทยาเป็นการ ศึกษา แบบสหวิทยาการเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตในจักรวาล โดยผสมผสานแง่มุมต่างๆ ของดาราศาสตร์ชีววิทยาและธรณีวิทยา^{[ 77 ]}โดยมุ่งเน้นที่การศึกษาต้นกำเนิดการกระจายตัว และวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตเป็นหลัก เรียกอีกอย่างว่าเอกโซชีววิทยา (จากภาษากรีก: έξω, exo , "ภายนอก") ^{[ 78 ] [ 79 ] [ 80 ]}คำว่า "เอกโซชีววิทยา" ก็เคยถูกนำมาใช้เช่นกัน แต่ในทางเทคนิคแล้วไม่ถูกต้อง เพราะคำศัพท์นี้หมายถึง "ชีววิทยาของชาวต่างชาติ" ^{[ 81 ]}นักดาราชีววิทยาต้องพิจารณาถึงความเป็นไปได้ของสิ่งมีชีวิตที่มีองค์ประกอบทางเคมีแตกต่างจากสิ่งมีชีวิตใดๆ ที่พบในโลกอย่างสิ้นเชิงด้วย^{[ 82 ]}ในระบบสุริยะ สถานที่สำคัญบางแห่งสำหรับดาราชีววิทยาในปัจจุบันหรือในอดีต ได้แก่ เอนเซลาดัส ยูโรปา ดาวอังคาร และไททัน^{[ 83 ]}

จนถึงปัจจุบัน การอาศัยอยู่ในอวกาศของมนุษย์ที่ยาวนานที่สุดคือสถานีอวกาศนานาชาติซึ่งใช้งานต่อเนื่องมาแล้ว 25 ปี 236 วันสถิติการบินอวกาศครั้งเดียวของวาเลรี โพลยาคอฟ ที่เกือบ 438 วันบนสถานีอวกาศ มีร์ยังไม่มีใครทำลายได้ ผลกระทบต่อสุขภาพจากการเดินทางในอวกาศได้รับการบันทึกไว้อย่างดีผ่านการวิจัยหลายปีในสาขาเวชศาสตร์การบินและอวกาศสภาพแวดล้อมจำลองที่คล้ายกับที่พบในการเดินทางในอวกาศ (เช่น เรือดำน้ำในทะเลลึก) ถูกนำมาใช้ในการวิจัยนี้เพื่อสำรวจความสัมพันธ์ระหว่างการแยกตัวและสภาพแวดล้อมที่รุนแรงเพิ่มเติม^{[ 84 ]}การรักษาสุขภาพของลูกเรือเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากความเบี่ยงเบนใดๆ จากค่าพื้นฐานอาจส่งผลกระทบต่อความสมบูรณ์ของภารกิจ ตลอดจนความปลอดภัยของลูกเรือ ดังนั้นนักบินอวกาศจึงต้องผ่านการตรวจคัดกรองและการทดสอบทางการแพทย์อย่างเข้มงวดก่อนที่จะเริ่มภารกิจใดๆ อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนแปลงทางสิ่งแวดล้อมของการบินในอวกาศจะเริ่มส่งผลกระทบต่อร่างกายมนุษย์ในเวลาไม่นาน ตัวอย่างเช่นอาการเมารถในอวกาศ (SMS)ซึ่งเป็นภาวะที่ส่งผลต่อระบบประสาทการทรงตัวและส่งผลให้เกิดอาการต่างๆ ตั้งแต่เล็กน้อยไปจนถึงรุนแรง เช่น เวียนศีรษะ มึนงง อ่อนเพลีย คลื่นไส้ และสับสน มักเกิดขึ้นกับนักเดินทางอวกาศเกือบทุกคนภายในไม่กี่วันแรกในวงโคจร^{[ 84 ]}การเดินทางในอวกาศยังส่งผลกระทบต่อจิตใจของลูกเรือได้ ดังที่ได้อธิบายไว้ในงานเขียนเชิงประสบการณ์ที่เขียนขึ้นหลังเกษียณ การเดินทางในอวกาศอาจส่งผลเสียต่อนาฬิกาชีวภาพตามธรรมชาติของร่างกาย ( จังหวะการนอนหลับ ) รูปแบบการนอนหลับที่ทำให้เกิดการอดนอนและความเหนื่อยล้า และปฏิสัมพันธ์ทางสังคม ดังนั้น การอาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมวงโคจรต่ำของโลก (LEO) เป็นเวลานานอาจส่งผลให้เกิดความเหนื่อยล้าทั้งทางร่างกายและจิตใจ^{[ 84 ]}การอยู่ในอวกาศเป็นเวลานานเผยให้เห็นปัญหาเกี่ยวกับการสูญเสียกระดูกและกล้ามเนื้อในสภาวะแรงโน้มถ่วงต่ำ การกดภูมิคุ้มกัน ปัญหาด้านสายตา และการได้รับรังสี การขาดแรงโน้มถ่วงทำให้ของเหลวไหลขึ้นด้านบน ซึ่งอาจทำให้เกิดแรงดันสะสมในดวงตา ส่งผลให้เกิดปัญหาด้านการมองเห็น การสูญเสียแร่ธาตุและความหนาแน่นของกระดูก ภาวะหัวใจและหลอดเลือดเสื่อมลง และความทนทานและมวลกล้ามเนื้อลดลง^{[ 85 ]}

รังสีเป็นอันตรายต่อสุขภาพอย่างร้ายแรงต่อนักเดินทางในอวกาศ เนื่องจากมองไม่เห็นและสามารถก่อให้เกิดมะเร็งได้ เมื่ออยู่เหนือสนามแม่เหล็กโลก ยานอวกาศจะไม่ได้รับการปกป้องจากรังสีของดวงอาทิตย์อีกต่อไป อันตรายจากรังสีจะยิ่งรุนแรงมากขึ้นในห้วงอวกาศอันไกลโพ้น อันตรายจากรังสีสามารถบรรเทาได้ด้วยการสร้างเกราะป้องกันบนยานอวกาศ การแจ้งเตือน และการวัดปริมาณรังสี^{[ 86 ]}

โชคดีที่ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่พัฒนาอย่างรวดเร็ว ผู้ที่อยู่ในศูนย์ควบคุมภารกิจสามารถตรวจสอบสุขภาพของนักบินอวกาศได้อย่างใกล้ชิดยิ่งขึ้นโดยใช้ระบบการแพทย์ทางไกลแม้ว่าจะไม่สามารถหลีกเลี่ยงผลกระทบทางสรีรวิทยาของการบินอวกาศได้อย่างสมบูรณ์ แต่ผลกระทบเหล่านั้นสามารถบรรเทาได้ ตัวอย่างเช่น ระบบทางการแพทย์บนยานอวกาศ เช่นสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS)มีอุปกรณ์ครบครันและได้รับการออกแบบมาเพื่อต่อต้านผลกระทบจากการขาดแรงโน้มถ่วงและสภาวะไร้น้ำหนัก เครื่องวิ่งบนยานสามารถช่วยป้องกันการสูญเสียกล้ามเนื้อและลดความเสี่ยงของการเกิดโรคกระดูก พรุนก่อนวัยอัน ควร^{[ 84 ] [ 86 ]}นอกจากนี้ ยังมีการแต่งตั้งเจ้าหน้าที่แพทย์ประจำลูกเรือสำหรับภารกิจ ISS แต่ละครั้ง และ มี ศัลยแพทย์ประจำเที่ยวบินพร้อมให้บริการตลอด 24 ชั่วโมงทุกวันผ่านศูนย์ควบคุมภารกิจ ISSที่ตั้งอยู่ในฮูสตัน รัฐเท็กซัส^{[ 86 ]}แม้ว่าปฏิสัมพันธ์จะตั้งใจให้เกิดขึ้นแบบเรียลไทม์ แต่การสื่อสารระหว่างลูกเรือในอวกาศและลูกเรือภาคพื้นดินอาจล่าช้าออกไปได้ บางครั้งอาจนานถึง 20 นาที^{[ 86 ]}เนื่องจากระยะห่างระหว่างกันเพิ่มมากขึ้นเมื่อยานอวกาศเคลื่อนตัวออกไปไกลจากวงโคจรต่ำของโลกมากขึ้น ด้วยเหตุนี้ ลูกเรือจึงได้รับการฝึกฝนและจำเป็นต้องเตรียมพร้อมที่จะตอบสนองต่อเหตุฉุกเฉินทางการแพทย์ใดๆ ที่อาจเกิดขึ้นบนยานอวกาศ เนื่องจากลูกเรือภาคพื้นดินอยู่ห่างออกไปหลายร้อยไมล์

แนวคิดในอดีตและปัจจุบันจำนวนมากเกี่ยวกับการสำรวจและการตั้งอาณานิคมในอวกาศอย่างต่อเนื่องมุ่งเน้นไปที่การกลับไปยังดวงจันทร์ในฐานะ "ก้าวแรก" ไปสู่ดาวเคราะห์ดวงอื่น โดยเฉพาะดาวอังคาร ในช่วงปลายปี 2549 นาซาประกาศว่าพวกเขากำลังวางแผนที่จะสร้างฐานถาวรบนดวงจันทร์โดยมีการดำเนินงานอย่างต่อเนื่องภายในปี 2567 ^{[ 87 ]}

นอกเหนือจากปัจจัยทางเทคนิคที่อาจทำให้การดำรงชีวิตในอวกาศแพร่หลายมากขึ้นแล้ว ยังมีข้อเสนอแนะว่าการขาดกรรมสิทธิ์ส่วนบุคคลความไม่สามารถหรือความยากลำบากในการสร้างสิทธิในทรัพย์สินในอวกาศ เป็นอุปสรรคต่อการพัฒนาอวกาศเพื่อการอยู่อาศัยของมนุษย์ นับตั้งแต่การเกิดขึ้นของเทคโนโลยีอวกาศในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 การเป็นเจ้าของทรัพย์สินในอวกาศยังคงคลุมเครือ โดยมีข้อโต้แย้งที่แข็งแกร่งทั้งในด้านสนับสนุนและคัดค้าน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การอ้างสิทธิ์ในดินแดนของชาติ ในอวกาศและบนวัตถุท้องฟ้าได้รับการห้ามไว้อย่างชัดเจนโดยสนธิสัญญาอวกาศ ซึ่งได้รับการให้สัตยาบันโดยทุก ชาติที่เดินทางในอวกาศณ ปี 2012 ^{[ 88 ]} การตั้งอาณานิคมในอวกาศ หรือที่เรียกว่าการตั้งถิ่นฐานในอวกาศและการทำให้มนุษย์อาศัยอยู่ในอวกาศ จะเป็นการ อยู่อาศัย ของมนุษย์อย่างถาวรและเป็นอิสระ (พึ่งพาตนเอง ได้) ในสถานที่นอกโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่งบนดาวบริวารหรือดาวเคราะห์ธรรมชาติ เช่นดวงจันทร์หรือดาวอังคาร โดยใช้ทรัพยากร ใน พื้นที่จำนวนมาก

การมีส่วนร่วมและการเป็นตัวแทนของมนุษยชาติในอวกาศเป็นประเด็นมาตั้งแต่ระยะแรกของการสำรวจอวกาศ^{[ 89 ]}สิทธิบางประการของประเทศที่ไม่ได้เดินทางในอวกาศส่วนใหญ่ได้รับการคุ้มครองผ่านกฎหมายอวกาศ ระหว่างประเทศ โดยประกาศว่าอวกาศเป็น " อาณาเขตของมนุษยชาติทั้งหมด " โดยเข้าใจว่าการบินอวกาศเป็นทรัพยากร แม้ว่าการแบ่งปันอวกาศสำหรับมนุษยชาติทั้งหมดจะยังคงถูกวิพากษ์วิจารณ์ว่าเป็นจักรวรรดินิยมและขาดตกบกพร่อง^{[ 89 ]}นอกจากการมีส่วนร่วมในระดับนานาชาติแล้ว การมีส่วนร่วมของสตรีและคนผิวสีก็ยังขาดอยู่เช่นกัน เพื่อให้การบินอวกาศมีความครอบคลุมมากขึ้น องค์กรบางแห่ง เช่นJustspace Alliance ^{[ 89 ]}และIAUที่มีInclusive Astronomy ^{[ 90 ]}ได้ถูกก่อตั้งขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา

ผู้หญิงคนแรกที่เดินทางไปอวกาศคือวาเลนตินา เทเรชโควา เธอเดินทางไปในปี 1963 แต่กว่าจะมีผู้หญิงคนอื่นเดินทางไปอวกาศอีกครั้งก็ต้องรอจนถึงทศวรรษ 1980 ในเวลานั้น นักบินอวกาศทุกคนต้องเป็นนักบินทดสอบทางทหาร และผู้หญิงไม่สามารถเข้าร่วมอาชีพนี้ได้ นี่เป็นหนึ่งในเหตุผลที่ทำให้การอนุญาตให้ผู้หญิงเข้าร่วมทีมอวกาศล่าช้า^{[ 91 ]}หลังจากที่กฎเปลี่ยนไปสเวตลานา ซาวิตสกายาก็กลายเป็นผู้หญิงคนที่สองที่เดินทางไปอวกาศ เธอมาจากสหภาพโซเวียตเช่น กัน แซลลี ไรด์กลายเป็นผู้หญิงคนต่อไปในอวกาศและเป็นผู้หญิงคนแรกที่เดินทางไปอวกาศผ่านโครงการของสหรัฐอเมริกา

นับตั้งแต่นั้นมา มีอีก 11 ประเทศที่อนุญาตให้นักบินอวกาศหญิงขึ้นสู่อวกาศ การเดินอวกาศโดยทีมหญิงล้วนครั้งแรกเกิดขึ้นในปี 2018 โดยมีคริสตินา โคชและเจสสิกา เมียร์ร่วมทีม ทั้งสองเคยเข้าร่วมการเดินอวกาศกับนาซามาก่อนแล้ว ส่วนการส่งนักบินอวกาศหญิงคนแรกไปดวงจันทร์นั้นมีกำหนดในปี 2026

แม้จะมีการพัฒนาเหล่านี้แล้ว แต่ผู้หญิงยังคงมีจำนวนน้อยในกลุ่มนักบินอวกาศ โดยเฉพาะอย่างยิ่งนักบินอวกาศชาวรัสเซีย ปัญหาที่ขัดขวางผู้สมัครที่มีศักยภาพจากโครงการต่างๆ และจำกัดภารกิจอวกาศที่พวกเธอสามารถเข้าร่วมได้ ได้แก่:

• หน่วยงานต่างๆ จำกัดเวลาที่ผู้หญิงใช้ในอวกาศให้น้อยกว่าผู้ชายครึ่งหนึ่ง โดยอ้างว่าอาจมีความเสี่ยงเพิ่มเติมต่อโรคมะเร็งที่ยังไม่ได้ทำการวิจัย^{[ 92 ]}
• การขาดชุดอวกาศที่มีขนาดเหมาะสมสำหรับนักบินอวกาศหญิง^{[ 93 ]}

งานศิลปะในและจากอวกาศมีหลากหลายรูปแบบ ตั้งแต่สัญญาณ การบันทึกและจัดเรียงวัสดุ เช่นภาพเซลฟี่ ในอวกาศ ของยูริ กาการินหรือภาพ"ลูกโลกสีน้ำเงิน"ไปจนถึงภาพวาด เช่น ภาพแรกในอวกาศโดยนักบินอวกาศและศิลปินอเล็กเซย์ เลโอนอ ฟ มิวสิก วิดีโอ เช่นเวอร์ชันคัฟเวอร์เพลง Space Oddity ของคริส แฮดฟิลด์บนสถานีอวกาศนานาชาติ ไปจนถึงงานติดตั้งถาวรบนเทหวัตถุต่างๆ เช่นบนดวงจันทร์

• การค้นพบและการสำรวจระบบสุริยะ
• ระบบขับเคลื่อนยานอวกาศ
• รายชื่อยานอวกาศที่มีมนุษย์ควบคุม
• รายชื่อภารกิจสำรวจดาวอังคาร
• รายชื่อภารกิจสำรวจดาวเคราะห์ชั้นนอก
• รายชื่อยานที่ลงจอดบนวัตถุนอกโลก
• รายชื่อสถิติการบินอวกาศ

• การปนเปื้อนระหว่างดาวเคราะห์

Wikiquote มีคำคมที่เกี่ยวข้องกับการสำรวจอวกาศ

วิกิมีเดียคอมมอน ส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับการสำรวจอวกาศ

• การสร้างอารยธรรมอวกาศ , เก็บถาวรเมื่อวันที่ 22 พฤษภาคม 2019 ที่Wayback Machine
• ลำดับเหตุการณ์การสำรวจอวกาศ ชีววิทยาอวกาศ ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ และข่าวสารต่างๆเก็บถาวรเมื่อวันที่ 29 กันยายน 2020 ที่Wayback Machine
• ข่าวสารที่เกี่ยวข้องกับอวกาศ
• เครือข่ายสำรวจอวกาศ
• เว็บไซต์ของ NASA เกี่ยวกับการเดินทางในอวกาศของมนุษย์
• เว็บไซต์ของ NASA เกี่ยวกับเทคโนโลยีการสำรวจอวกาศเก็บถาวรเมื่อวันที่ 13 กรกฎาคม 2023 ที่Wayback Machine
• "โครงการอวกาศของอเมริกา: สำรวจพรมแดนใหม่" แผนการสอนจากโครงการ Teaching with Historic Places (TwHP) ของกรมอุทยานแห่งชาติสหรัฐอเมริกา
• คลังภาพประวัติศาสตร์การบินอวกาศของสหภาพโซเวียตและรัสเซีย
• 21 ภาพถ่ายอวกาศที่ยิ่งใหญ่ที่สุดตลอดกาลเก็บถาวรเมื่อวันที่ 27 ธันวาคม 2010 ที่Wayback Machine – สไลด์โชว์โดยนิตยสาร Life
• " จากนักดูดาวสู่ยานอวกาศ " เว็บไซต์และหลักสูตรการศึกษาที่ครอบคลุมเกี่ยวกับอวกาศ ดาราศาสตร์ และฟิสิกส์ที่เกี่ยวข้อง
• พวกเราคือนักสำรวจวิดีโอประชาสัมพันธ์ของ NASA (ข่าวประชาสัมพันธ์เก็บถาวรเมื่อวันที่ 26 มกราคม 2021 ที่ Wayback Machine )
• ความก้าวหน้าล่าสุดในเทคโนโลยีอวกาศและเทคโนโลยีดาวเทียม ปี 2024เก็บถาวรเมื่อวันที่ 7 กุมภาพันธ์ 2024 ที่Wayback Machine