นับตั้งแต่ปี 1958 NASA ได้ดูแลภารกิจ ไร้คนขับมากกว่า 1,000 ภารกิจในวงโคจรของโลกหรือไกลออกไป^{[ 1 ]} NASA ได้ปล่อยภารกิจของตนเองและให้ทุนสนับสนุนภารกิจของภาคเอกชน ภารกิจของ NASA จำนวนหนึ่ง รวมถึงโครงการ Explorers , โครงการ Voyagerและโครงการ New Frontiersยังคงดำเนินอยู่

โครงการ Explorer ได้ปล่อยภารกิจมากกว่า 90 ครั้งนับตั้งแต่เริ่มเมื่อกว่าห้าทศวรรษที่แล้ว โครงการนี้ได้พัฒนาจนกลายเป็นหนึ่งในโครงการภารกิจที่มีต้นทุนต่ำของ NASA ^{[ 2 ]}

โครงการนี้เริ่มต้นจากข้อเสนอของกองทัพบกสหรัฐฯ ในการส่งดาวเทียมวิทยาศาสตร์ขึ้นสู่วงโคจรในช่วงปีธรณีฟิสิกส์สากล (พ.ศ. 2490–2591) อย่างไรก็ตาม ข้อเสนอดังกล่าวถูกปฏิเสธและแทนที่ด้วยโครงการแวนการ์ด ของกองทัพเรือสหรัฐฯ ต่อมาโครงการเอ็กซ์พลอเรอร์ได้รับการจัดตั้งขึ้นใหม่เพื่อให้ทันกับสหภาพโซเวียตหลังจากการปล่อยสปุตนิก 1ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2490 เอ็กซ์พลอเรอร์ 1ถูกปล่อยเมื่อวันที่ 31 มกราคม พ.ศ. 2491 ในเวลานั้นโครงการนี้ยังคงอยู่ภายใต้การดูแลของหน่วยงานขีปนาวุธกองทัพบก (ABMA) และห้องปฏิบัติการเจ็ทโพรพัลชัน (JPL) ^{[ 3 ]}นอกจากจะเป็นดาวเทียมดวงแรกของสหรัฐฯ แล้ว ยังเป็นที่รู้จักในด้านการค้นพบแถบรังสีแวนอัลเลนอีกด้วย^{[ 4 ​​]}

ต่อมาโครงการเอ็กซ์พลอเรอร์ถูกโอนไปให้ NASA ซึ่งยังคงใช้ชื่อนี้สำหรับภารกิจอวกาศขนาดเล็กอย่างต่อเนื่อง โดยส่วนใหญ่จะเป็นดาวเทียมเทียมที่มีจุดประสงค์ทางวิทยาศาสตร์ ตลอดหลายปีที่ผ่านมา NASA ได้ปล่อยยานอวกาศเอ็กซ์พลอเรอร์หลายลำซึ่งบรรทุกการสำรวจทางวิทยาศาสตร์ที่หลากหลาย

โครงการไพโอเนียร์เป็นชุดภารกิจอวกาศไร้คนขับของนาซาที่ออกแบบมาเพื่อสำรวจดาวเคราะห์ มีภารกิจจำนวนมากในโครงการนี้ ที่โดดเด่นที่สุดคือไพโอเนียร์ 10และไพโอเนียร์ 11ซึ่งสำรวจดาวเคราะห์ชั้นนอกและออกจากระบบสุริยะทั้งสองลำมีแผ่นป้ายสีทองที่แสดงภาพชายและหญิง พร้อมข้อมูลเกี่ยวกับที่มาและผู้สร้างยานสำรวจ เผื่อว่ามนุษย์ต่างดาว จะ ค้นพบพวกมันในสักวันหนึ่ง^{[ 5 ]}

นอกจากนี้ภารกิจไพโอเนียร์ไปยังดาวศุกร์ประกอบด้วยสองส่วน ซึ่งถูกปล่อยแยกกัน ไพโอเนียร์วีนัส 1 (Pioneer Venus Orbiter) ถูกปล่อยในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2521 และโคจรอยู่ในวงโคจรจนถึงปี พ.ศ. 2535 ไพโอเนียร์วีนัส 2 (Pioneer Venus Multiprobe) ซึ่งถูกปล่อยในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2521 ได้ส่งยานสำรวจขนาดเล็กสี่ลำเข้าไปในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์^{[ 6 ]}

โครงการ Echo เป็นการทดลองดาวเทียมสื่อสาร แบบพาสซีฟครั้งแรก ยานอวกาศแต่ละลำเป็น ดาวเทียมบอลลูน เคลือบโลหะ ที่จะถูกทำให้พองตัวในอวกาศและทำหน้าที่เป็นตัวสะท้อนสัญญาณไมโครเวฟ แบบพาสซีฟ สัญญาณสื่อสารจะสะท้อนจากดาวเทียมเหล่านี้จากจุดหนึ่งบนโลกไปยังอีกจุดหนึ่ง^{[ 7 ]} ดาวเทียม Echo 1 ของ NASA สร้างโดยบริษัทGilmore Schjeldahl ใน เมือง Northfield รัฐมินนิโซตาหลังจากความล้มเหลวของจรวด Deltaที่บรรทุก Echo 1 เมื่อวันที่ 13 พฤษภาคม 1960 ดาวเทียม Echo 1A ก็ถูกส่งขึ้นสู่วงโคจรได้สำเร็จโดยจรวด Thor-Delta อีกครั้ง^{[ 8 ] [ 9 ]}และได้รับสัญญาณไมโครเวฟครั้งแรกเมื่อวันที่ 12 สิงหาคม 1960

Echo 2 เป็นบอลลูนฟิล์ม PET เคลือบโลหะขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 41.1 เมตร (135 ฟุต) ซึ่งเป็นดาวเทียมบอลลูนดวงสุดท้ายที่ปล่อยโดยโครงการ Echo ^{[ 10 ]} มันใช้ระบบเติมลมที่ได้รับการปรับปรุงเพื่อปรับปรุงความเรียบและ ความเป็นทรงกลมของบอลลูน[ ^{11 ] มัน}ถูกปล่อยเมื่อวันที่ 25 มกราคม พ.ศ. 2507 โดยใช้จรวด Thor Agena

ยานอวกาศเรนเจอร์

อาคาร 1

บล็อกที่ 2

โครงการเรนเจอร์เป็นชุดภารกิจอวกาศไร้คนขับของสหรัฐอเมริกาในช่วงทศวรรษ 1960 ซึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อถ่ายภาพระยะใกล้ครั้งแรกของพื้นผิวดวงจันทร์ยานอวกาศเรนเจอร์ได้รับการออกแบบมาเพื่อถ่ายภาพพื้นผิวดวงจันทร์ และนำภาพเหล่านั้นกลับมาจนกว่าจะถูกทำลายเมื่อกระทบกับพื้นผิว อย่างไรก็ตาม อุบัติเหตุหลายครั้งทำให้การบินห้าครั้งแรกไม่ประสบความสำเร็จ^{[ 12 ]}รัฐสภาได้เริ่มการสอบสวน "ปัญหาการจัดการ" ที่สำนักงานใหญ่ NASA และ JPL ^{[ 13 ]}หลังจากปรับโครงสร้างองค์กรใหม่สองครั้งเรนเจอร์ 7ก็สามารถนำภาพกลับมาได้สำเร็จในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2507 ตามด้วยภารกิจที่ประสบความสำเร็จอีกสองครั้ง

เดิมที Ranger ได้รับการออกแบบโดยเริ่มตั้งแต่ปี พ.ศ. 2492 เป็น 3 ขั้นตอนที่แตกต่างกัน เรียกว่า "บล็อก" แต่ละบล็อกมีวัตถุประสงค์ภารกิจที่แตกต่างกันและการออกแบบระบบที่ก้าวหน้าขึ้นเรื่อยๆ นักออกแบบภารกิจ ของ JPLวางแผนการปล่อยหลายครั้งในแต่ละบล็อก เพื่อเพิ่มประสบการณ์ด้านวิศวกรรมและคุณค่าทางวิทยาศาสตร์ของภารกิจให้สูงสุด และเพื่อให้มั่นใจว่าจะมีการบินที่ประสบความสำเร็จอย่างน้อยหนึ่งครั้ง^{[ 14 ]}ค่าใช้จ่ายทั้งหมดสำหรับการวิจัย พัฒนา ปล่อย และสนับสนุนยานอวกาศตระกูล Ranger (Rangers 1 ถึง 9) อยู่ที่ประมาณ 170 ล้านดอลลาร์สหรัฐ^{[ 15 ]}

Telstar ไม่ใช่โครงการของ NASA แต่เป็นโครงการดาวเทียมสื่อสารเชิงพาณิชย์ การสนับสนุนของ NASA มีจำกัดเฉพาะบริการปล่อยดาวเทียม รวมถึงหน้าที่ติดตามและส่งข้อมูลทางไกล ดาวเทียม Telstar สองดวงแรกเป็นดาวเทียมทดลองและเกือบจะเหมือนกันทุกประการ Telstar 1 ถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศด้วย จรวด Thor-Deltaเมื่อวันที่ 10 กรกฎาคม พ.ศ. 2505 ประสบความสำเร็จในการส่งภาพโทรทัศน์ การโทรศัพท์ และ ภาพ แฟกซ์ ผ่านอวกาศเป็นครั้งแรก รวมถึงการถ่ายทอดสดโทรทัศน์ข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกเป็นครั้งแรก Telstar 2 ถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 7 พฤษภาคม พ.ศ. 2506 ^{[ 11 ]}

Bell Telephone Laboratoriesออกแบบและสร้างดาวเทียม Telstar ดาวเทียมเหล่านี้เป็นต้นแบบที่ตั้งใจจะพิสูจน์แนวคิดต่างๆ ที่อยู่เบื้องหลังกลุ่มดาวเทียมโคจรขนาดใหญ่ Bell Telephone Laboratories ยังพัฒนาเทคโนโลยีที่จำเป็นสำหรับการสื่อสารผ่านดาวเทียมมากมาย รวมถึงทรานซิสเตอร์เซลล์แสงอาทิตย์และเครื่องขยายสัญญาณแบบท่อคลื่นเดินทางAT&Tสร้างสถานีภาคพื้นดินเพื่อรองรับการสื่อสารของ Telstar ^{[ 11 ]}

โครงการ Mariner ที่ดำเนินการโดย NASA ได้ปล่อยยาน สำรวจอวกาศระหว่างดาวเคราะห์แบบหุ่นยนต์ หลายลำที่ออกแบบมาเพื่อสำรวจดาวอังคารดาวศุกร์และดาวพุธโครงการนี้รวมถึงความสำเร็จครั้งแรกหลายประการ เช่นการบินผ่านดาวเคราะห์เป็น ครั้งแรก ^{[ 16 ]}ภาพถ่ายแรกจากดาวเคราะห์ดวงอื่น ยานโคจรรอบดาวเคราะห์เป็นครั้งแรก[ 17 ^{]และการ}ใช้แรงโน้มถ่วงช่วยในการโคจร ระหว่างดาวเคราะห์เป็นครั้งแรก ^{[ 18 ]}ซึ่งใช้เวลามากกว่า 13 ปีในการโคจรรอบดาว เสาร์

ยานอวกาศมาริเนอร์ทั้งหมดมีโครงสร้างพื้นฐานเป็นรูปทรงหกเหลี่ยมหรือแปดเหลี่ยม ซึ่งเป็นที่บรรจุอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมด และเป็นที่ติดตั้งส่วนประกอบต่างๆ เช่น เสาอากาศ กล้อง ระบบขับเคลื่อน และแหล่งพลังงาน ยานสำรวจทุกลำยกเว้นมาริเนอร์ 1 , มาริเนอร์ 2และมาริเนอร์ 5มีกล้องโทรทัศน์ ยานมาริเนอร์ห้าลำแรกถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศด้วยจรวดAtlas-Agena ในขณะที่ห้าลำสุดท้ายใช้ จรวด Atlas- Centaur

โครงการ Lunar Orbiter เป็นชุดภารกิจโคจรดวงจันทร์ไร้คนขับ 5 ภารกิจที่ สหรัฐอเมริกา ปล่อยขึ้นสู่ อวกาศ เริ่มตั้งแต่ปี 1966 โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อช่วยเลือกสถานที่ลงจอดสำหรับโครงการ Apolloโดยการทำแผนที่พื้นผิวดวงจันทร์^{[ 19 ]}โครงการนี้ได้สร้างภาพถ่ายชุดแรกที่ถ่ายจากวงโคจรดวงจันทร์

ภารกิจทั้งห้าประสบความสำเร็จ และมีการทำแผนที่ดวงจันทร์ 99% จากภาพถ่ายที่มีความละเอียด 60 เมตร (200 ฟุต) หรือดีกว่านั้น ภารกิจสามภารกิจแรกมุ่งเน้นไปที่การถ่ายภาพสถานที่ลงจอดบนดวงจันทร์ที่เป็นไปได้ 20 แห่ง ซึ่งคัดเลือกจากข้อมูลการสังเกตการณ์จากโลก ภารกิจเหล่านี้ดำเนินการในวงโคจรที่มีความเอียงต่ำ ภารกิจที่สี่และห้ามุ่งเน้นไปที่วัตถุประสงค์ทางวิทยาศาสตร์ที่กว้างขึ้น และดำเนินการในวงโคจรขั้วโลกที่ระดับความสูงสูง^{[ 20 ]}ยาน Lunar Orbiter ทั้งหมดถูกปล่อยโดยยานปล่อย Atlas-Agena D

ระหว่างภารกิจ Lunar Orbiter ภาพแรกของโลกทั้งใบถูกถ่าย โดยเริ่มจากภาพโลกขึ้นเหนือพื้นผิวดวงจันทร์โดย Lunar Orbiter 1 ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2509 ภาพแรกของโลกทั้งใบถูกถ่ายโดย Lunar Orbiter 5 เมื่อวันที่ 8 สิงหาคม พ.ศ. 2510 ^{[ 21 ]}ภาพที่สองของโลกทั้งใบถูกถ่ายโดย Lunar Orbiter 5 เมื่อวันที่ 10 พฤศจิกายน พ.ศ. 2510

โครงการ Surveyor เป็นโครงการของ NASA ที่ส่งยานอวกาศหุ่นยนต์ 7 ลำ ไปยังพื้นผิวดวงจันทร์ ระหว่างปี 1966 ถึง 1968 เป้าหมายหลักคือการสาธิตความเป็นไปได้ของการลงจอด อย่างนุ่มนวล บนดวงจันทร์ โครงการนี้ดำเนินการโดยห้องปฏิบัติการ Jet Propulsion Laboratory (JPL) ของ NASA เพื่อเตรียมความพร้อมสำหรับโครงการApollo ^{[ 22 ]}ค่าใช้จ่ายทั้งหมดของโครงการ Surveyor อย่างเป็นทางการคือ 469 ล้านดอลลาร์สหรัฐ^{[ 23 ]}

ยานสำรวจ Surveyor จำนวน 5 ลำลงจอดบนดวงจันทร์อย่างนุ่มนวลได้สำเร็จ ส่วนอีก 2 ลำล้มเหลว ได้แก่ Surveyor 2 ตกกระแทกด้วยความเร็วสูงหลังจากการแก้ไขเส้นทางกลางทางล้มเหลว และ Surveyor 4 ขาดการติดต่อ 2.5 นาทีก่อนเวลาลงจอดตามกำหนด^{[ 22 ]}

ยานอวกาศทั้งเจ็ดลำยังคงอยู่บนดวงจันทร์ ไม่มีภารกิจใดที่นำพวกมันกลับมายังโลก มีเพียงบางส่วนของยานสำรวจเซอร์เวียร์ 3 เท่านั้น ที่ถูกนำกลับมายังโลกโดยลูกเรือของยานอวกาศอะพอลโล 12ซึ่งลงจอดใกล้กับดวงจันทร์ในปี 1969

เฮลิออส 1 และเฮลิออส 2 หรือที่รู้จักกันในชื่อ เฮลิออส-เอ และเฮลิออส-บี เป็นยานสำรวจอวกาศคู่หนึ่งที่ถูกปล่อยขึ้นสู่วงโคจรเฮลิโอเซนทริกเพื่อศึกษา ปรากฏการณ์ ทาง สุริยะ ยานสำรวจทั้งสอง เป็นโครงการร่วมระหว่างสหพันธ์สาธารณรัฐเยอรมนี ( เยอรมนีตะวันตก ) และนาซา โดยถูกปล่อยจากสถานีฐานทัพอากาศเคปคานาเวรัลรัฐฟลอริดา เมื่อวันที่ 10 ธันวาคม พ.ศ. 2517 และ 15 มกราคม พ.ศ. 2519 ตามลำดับ เฮลิออส 2 ทำลายสถิติความเร็วสูงสุดในบรรดายานอวกาศด้วยความเร็วประมาณ 247,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง (153,000 ไมล์ต่อชั่วโมง) เมื่อเทียบกับดวงอาทิตย์ (68.6 กิโลเมตรต่อวินาที (42.6 ไมล์/วินาที) หรือ 0.000229 รอบต่อนาที ) ^{[ 24 ]}ยานสำรวจอวกาศเฮลิออสเสร็จสิ้นภารกิจหลักในช่วงต้นทศวรรษ 2523 แต่ยังคงส่งข้อมูลต่อไปจนถึงปี 2528 ปัจจุบันยานสำรวจทั้งสองไม่สามารถใช้งานได้แล้ว แต่ยังคงอยู่ในวงโคจรวงรีรอบดวงอาทิตย์

โครงการไวกิ้งประกอบด้วยยานสำรวจอวกาศของอเมริกา 2 ลำที่ส่งไปยังดาวอังคาร ได้แก่ไวกิ้ง 1และไวกิ้ง 2ยานแต่ละลำประกอบด้วยส่วนหลัก 2 ส่วน คือ ยานโคจรที่ออกแบบมาเพื่อถ่ายภาพพื้นผิวของดาวอังคารจากวงโคจรและยานลงจอดที่ออกแบบมาเพื่อศึกษาดาวเคราะห์จากพื้นผิว ยานโคจรยังทำหน้าที่เป็นสถานีถ่ายทอดสัญญาณสื่อสารสำหรับยานลงจอดเมื่อลงจอดแล้วไวกิ้ง 1ถูกปล่อยเมื่อวันที่ 20 สิงหาคม พ.ศ. 2518 และยานลำที่สองไวกิ้ง 2ถูกปล่อยเมื่อวันที่ 9 กันยายน พ.ศ. 2518 โดยทั้งสองลำถูกปล่อยขึ้นสู่ อวกาศ ด้วยจรวดTitan III-E ที่ มีส่วนบนเป็นCentaur ^{[ 25 ] [ 26 ]}ด้วยการค้นพบรูปแบบทางธรณีวิทยาหลายอย่างที่มักเกิดขึ้นจากน้ำปริมาณมาก โครงการไวกิ้งจึงก่อให้เกิดการปฏิวัติความคิดทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับน้ำบนดาวอังคาร

วัตถุประสงค์หลักของยานโคจรไวกิ้งคือการขนส่งยานลงจอดไปยังดาวอังคาร ทำการสำรวจเพื่อค้นหาและรับรองสถานที่ลงจอด ทำหน้าที่เป็นสถานีถ่ายทอดสัญญาณสื่อสารสำหรับยานลงจอด และดำเนินการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ของตนเอง ยานโคจรซึ่งมีพื้นฐานมาจากยาน อวกาศ Mariner 9 รุ่น ก่อนหน้า มีรูป ทรงแปดเหลี่ยมขนาด เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 2.5 เมตร (8.2 ฟุต) มวลรวมในการปล่อยคือ 2,328 กิโลกรัม (5,132 ปอนด์) ซึ่ง 1,445 กิโลกรัม (3,186 ปอนด์) เป็นเชื้อเพลิงและก๊าซควบคุมทิศทาง^{[ 25 ]}

โครงการวอยเอเจอร์ประกอบด้วยยานสำรวจ ทางวิทยาศาสตร์ไร้คนขับ 2 ลำ คือวอยเอเจอร์ 1และวอยเอเจอร์ 2 ยานทั้งสอง ถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศในปี 1977 เพื่อใช้ประโยชน์จากการเรียงตัวของดาวเคราะห์ที่เอื้ออำนวยในช่วงปลายทศวรรษ 1970 แม้ว่าเดิมทีจะกำหนดให้ศึกษาเฉพาะดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ เท่านั้น แต่วอยเอเจอร์ 2ก็สามารถเดินทางต่อไปยังดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนได้ ภารกิจทั้งสองได้รวบรวมข้อมูลจำนวนมากเกี่ยวกับดาวเคราะห์แก๊สยักษ์ในระบบสุริยะซึ่งก่อนหน้านี้ไม่ค่อยมีใครรู้จักมากนัก^{[ 27 ]}ยานสำรวจทั้งสองลำได้บรรลุความเร็วหลุดพ้นจากระบบสุริยะและจะไม่กลับมาอีกวอยเอเจอร์ 1เข้าสู่อวกาศระหว่างดวงดาวในปี 2012 ^{[ 28 ]}

ณ วันที่ 19 มกราคม 2019 ยานวอยเอเจอร์ 1 อยู่ห่าง  จากโลกเป็นระยะทาง 145.148  AU (13.492 พันล้านไมล์ (21.713 ^× 10⁹ กม .)) โดยเคลื่อนที่ออกจาก ดวงอาทิตย์ด้วยความเร็วประมาณ 10.6 ไมล์/วินาที (17.1 กม./วินาที) ซึ่งสอดคล้องกับพลังงานวงโคจรจำเพาะ ที่ มากกว่ายานสำรวจอื่น ๆ^{[ 29 ]}^

HEAO 1 ซึ่งเป็นหอดูดาวพลังงานสูง แห่งแรกของNASA จากทั้งหมดสามแห่ง ถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 12 สิงหาคม พ.ศ. 2520 โดยใช้ จรวด Atlasที่มีส่วนบนเป็นCentaur และใช้งานจนถึงวันที่ 9 มกราคม พ.ศ. 2522 ในช่วงเวลานั้น หอดูดาวนี้ได้สแกนท้องฟ้าในช่วง รังสีเอ็กซ์เกือบสามครั้งในช่วง 0.2 keV – 10 MeV และทำการตรวจสอบแหล่งกำเนิดรังสีเอ็กซ์ใกล้ขั้วสุริยวิถีอย่างต่อเนื่อง รวมถึงการศึกษาวัตถุจำนวนหนึ่งอย่างละเอียดมากขึ้นผ่านการสังเกตการณ์แบบเจาะจง^{[ 30 ]}

HEAO ประกอบด้วยเครื่องมือดาราศาสตร์รังสีเอกซ์และรังสีแกมมาขนาดใหญ่สี่เครื่อง ซึ่งรู้จักกันในชื่อ A1, A2, A3 และ A4 ตามลำดับ (ก่อนการปล่อย HEAO 1 รู้จักกันในชื่อ HEAO A) มุมเอียงของวงโคจรอยู่ที่ประมาณ 22.7 องศา^{[ 31 ]} HEAO 1 กลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศโลกในวันที่ 15 มีนาคม พ.ศ. 2522

ดาวเทียม Solar Maximum Mission (หรือ SolarMax) ถูกออกแบบมาเพื่อสำรวจปรากฏการณ์ทางสุริยะ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเปลวสุริยะ ดาวเทียมดวงนี้ถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 14 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2523

แม้ว่าจะไม่ใช่สิ่งที่ไม่เหมือนใครในความพยายามนี้ แต่ SMM ก็โดดเด่นตรงที่อายุการใช้งานของมันเมื่อเทียบกับยานอวกาศ ที่คล้ายคลึงกัน นั้นเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญจากการแทรกแซงโดยตรงของภารกิจอวกาศของมนุษย์ ในระหว่างภารกิจSTS-41-Cในปี 1984 ยานอวกาศชาเลนเจอร์ได้สกัดกั้น SMM และเคลื่อนย้ายมันเข้าไปในช่องบรรทุกสัมภาระของยานอวกาศเพื่อทำการบำรุงรักษาและซ่อมแซม SMM ได้รับการติดตั้ง "อุปกรณ์จับยึด" ของยานอวกาศเพื่อให้แขนหุ่นยนต์ ของยานอวกาศ สามารถจับมันเพื่อทำการซ่อมแซมได้^{[ 32 ]}

ภารกิจ Solar Maximum สิ้นสุดลงในวันที่ 2 ธันวาคม พ.ศ. 2532 เมื่อยานอวกาศกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศและเผาไหม้หมดไป^{[ 33 ]}

ดาวเทียมดาราศาสตร์อินฟราเรด (IRAS) เป็น หอดูดาวบนอวกาศแห่งแรกที่ทำการสำรวจท้องฟ้าทั้งหมดในช่วงคลื่นอินฟราเรด^[ 34 ^]ค้นพบแหล่งกำเนิดประมาณ 350,000 แหล่ง ซึ่งหลายแหล่งยังรอการระบุตัวตนอยู่ การค้นพบใหม่ๆ ได้แก่ จานฝุ่นรอบดาว^เวกาและภาพแรกของแกนกลาง กาแล็กซีทางช้างเผือก

อายุการใช้งานของ IRAS เช่นเดียวกับดาวเทียมอินฟราเรดส่วนใหญ่ที่ตามมานั้น ถูกจำกัดด้วยระบบระบายความร้อน เพื่อให้สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพในย่านอินฟราเรด กล้องโทรทรรศน์จะต้องถูกทำให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิเยือกแข็งฮีเลียมเหลวยิ่งยวด ช่วยรักษาอุณหภูมิของ IRAS ไว้ที่ 2 เคลวิน (ประมาณ −271 °C) โดยการระเหย^{[ 35 ]}ฮีเลียมเหลวหมดลงในวันที่ 21 พฤศจิกายน 1983 ทำให้ไม่สามารถทำการสังเกตการณ์ต่อไปได้^{[ 36 ]}ยานอวกาศยังคงโคจรอยู่ใกล้โลก

กล้องโทรทรรศน์นี้เป็นโครงการร่วมระหว่างสหรัฐอเมริกา (NASA) เนเธอร์แลนด์ ( NIVR ) และสหราชอาณาจักร ( SERC ) มีการสังเกตแหล่งกำเนิดอินฟราเรดมากกว่า 250,000 แหล่งที่ความยาวคลื่น 12, 25, 60 และ 100 ไมโครเมตร^{[ 37 ]}

ยานอวกาศแมเจลแลนเป็นยานสำรวจอวกาศที่ส่งไปยังดาวศุกร์ ซึ่งเป็นยานอวกาศไร้คนขับลำแรกที่นาซาปล่อยขึ้นสู่อวกาศระหว่างดาวเคราะห์นับตั้งแต่ยานไพโอเนียร์ออร์บิเตอร์ที่ ประสบความสำเร็จ ในการส่งไปยังดาวศุกร์ในปี 1978 นอกจากนี้ยังเป็นยานสำรวจอวกาศห้วงลึกลำแรกที่ปล่อยขึ้นสู่อวกาศด้วยกระสวยอวกาศ^{[ 38 ]}ในปี 1993 ยานแมเจลแลนได้ใช้ เทคนิค การเบรกด้วยแรงต้านอากาศเพื่อลดวงโคจร นี่เป็นการใช้เทคนิคนี้เป็นเวลานานครั้งแรก ซึ่งฮิเตน ได้ทดสอบไว้แล้ว ในปี 1991 ^{[ 39 ]}

ยานแมเจลแลนได้สร้างแผนที่ความละเอียดสูงชุดแรก (และปัจจุบันดีที่สุด) ของลักษณะพื้นผิวของดาวศุกร์ ภารกิจสำรวจดาวศุกร์ก่อนหน้านี้ได้สร้างแผนที่เรดาร์ความละเอียดต่ำที่แสดงภาพรวมของภูมิประเทศขนาดเท่าทวีป แต่ยานแมเจลแลนได้ทำการถ่ายภาพและวิเคราะห์รายละเอียดของหลุมอุกกาบาต เนินเขา สันเขา และลักษณะทางธรณีวิทยาอื่นๆ ในระดับที่เทียบได้กับการทำแผนที่ด้วยภาพถ่ายแสงที่มองเห็นได้ของดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ

กาลิเลโอเป็นยานอวกาศไร้คนขับที่นาซาส่งไปเพื่อศึกษาดาวพฤหัสบดีและดวงจันทร์ ของมัน โดยถูกปล่อยขึ้นเมื่อวันที่ 18 ตุลาคม พ.ศ. 2532 โดยกระสวยอวกาศแอตแลนติสใน ภารกิจ STS-34และเดินทางถึงดาวพฤหัสบดีเมื่อวันที่ 7 ธันวาคม พ.ศ. 2538 โดยอาศัยแรงโน้มถ่วงจากดาวศุกร์และโลก^{[ 40 ]}

แม้จะมีปัญหาเกี่ยวกับเสาอากาศกาลิเลโอ ก็ทำการบินผ่าน ดาวเคราะห์น้อยเป็นครั้งแรกค้นพบดวงจันทร์ของดาวเคราะห์ น้อยเป็นครั้งแรก เป็นยานอวกาศลำแรกที่โคจรรอบดาวพฤหัสบดี และปล่อยยานสำรวจลำแรกเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ ของดาวพฤหัสบดี ภารกิจหลักของกาลิเลโอคือการศึกษาระบบดาวพฤหัสบดีเป็นเวลาสองปี ยานอวกาศโคจรรอบดาวพฤหัสบดีเป็นวงรี ที่ยาว โดยแต่ละวงโคจรใช้เวลาประมาณสองเดือน ระยะห่างที่แตกต่างกันจากดาวพฤหัสบดีที่เกิดจากวงโคจรเหล่านี้ทำให้กาลิเลโอสามารถเก็บตัวอย่างส่วนต่างๆ ของสนามแม่เหล็ก ที่กว้างขวางของดาวเคราะห์ ได้ วงโคจรเหล่านี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อการบินผ่านดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดของดาวพฤหัสบดีในระยะใกล้ เมื่อ ภารกิจหลัก ของกาลิเลโอ สิ้นสุดลง ภารกิจเพิ่มเติมก็เริ่มต้นขึ้นในวันที่ 7 ธันวาคม พ.ศ. 2540 ยานอวกาศทำการบินผ่านดวงจันทร์ ยูโรปาและไอโอของดาวพฤหัสบดีในระยะใกล้หลายครั้ง^{[ 40 ]}

เมื่อวันที่ 21 กันยายน พ.ศ. 2546 ภารกิจ ของกาลิเลโอถูกยุติลงโดยการส่งยานโคจรเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของดาวพฤหัสบดีด้วยความเร็วเกือบ 50 กิโลเมตรต่อวินาที ยานอวกาศมีเชื้อเพลิงเหลือน้อย อีกเหตุผลหนึ่งที่ทำให้ต้องทำลายยานคือเพื่อหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนของดวงจันทร์ในบริเวณใกล้เคียง เช่น ยูโรปา ด้วยแบคทีเรียจากโลก^{[ 41 ]}

กล้องโทรทัศน์อวกาศฮับเบิล (HST) เป็นกล้องโทรทัศน์อวกาศที่ถูกนำขึ้นสู่วงโคจรโดยกระสวยอวกาศในเดือนเมษายน พ.ศ. 2533 ตั้งชื่อตามนักดาราศาสตร์ ชาวอเมริกัน เอ็ดวิน ฮับเบิลแม้จะไม่ใช่กล้องโทรทัศน์อวกาศเครื่องแรก แต่ฮับเบิลก็เป็นหนึ่งในกล้องโทรทัศน์อวกาศที่ใหญ่ที่สุดและใช้งานได้หลากหลายที่สุด และเป็นที่รู้จักกันดีในฐานะเครื่องมือวิจัยที่สำคัญและเป็นประโยชน์ต่อการประชาสัมพันธ์ด้านดาราศาสตร์ HST เป็นความร่วมมือระหว่าง NASA และองค์การอวกาศยุโรปและเป็นหนึ่งในหอดูดาวขนาดใหญ่ ของ NASA ร่วมกับหอดูดาวรังสีแกมมาคอมป์ตันหอ ดูดาว รังสีเอ็กซ์จันทราและกล้องโทรทัศน์อวกาศสปิตเซอร์ [ ^{42 ] ความ}สำเร็จของ HST ได้ปูทางไปสู่ความร่วมมือที่มากขึ้นระหว่างหน่วยงานต่างๆ

HST ถูกสร้างขึ้นด้วยงบประมาณ 2 พันล้านดอลลาร์^{[ 43 ]}และดำเนินการต่อเนื่องมาตั้งแต่ปี 1990 สร้างความพึงพอใจให้กับทั้งนักวิทยาศาสตร์และสาธารณชน ภาพบางส่วนของ HST เช่นHubble Deep Fieldได้กลายเป็นที่รู้จัก

ยูลิสซีสเป็นยานสำรวจอวกาศหุ่นยนต์ ที่ปลดประจำการแล้ว ซึ่งได้รับการออกแบบมาเพื่อศึกษาดวงอาทิตย์โดยเป็นโครงการร่วมระหว่าง NASA และองค์การอวกาศยุโรป (ESA) ยูลิสซีสถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 6 ตุลาคม พ.ศ. 2533 พร้อมกับยานดิสคัฟเวอรี (ภารกิจSTS-41 ) ภารกิจของยานอวกาศคือการศึกษาดวงอาทิตย์ในทุกละติจูด ซึ่งจำเป็นต้องมีการเปลี่ยนแปลงระนาบวงโคจรครั้งใหญ่ ซึ่งทำได้โดยการโคจรเข้าใกล้ดาวพฤหัสบดี ความจำเป็นในการโคจรเข้าใกล้ดาวพฤหัสบดีหมายความว่ายูลิสซีสไม่สามารถใช้พลังงานแสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานได้ และต้องใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริกไอโซโทปรังสี (RTG) เป็นแหล่งพลังงานแทน^{[ 44 ]}

ภายในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2551 กำลังไฟฟ้าที่ผลิตจากRTGซึ่งเกิดจากความร้อนจากการสลายตัวของกัมมันตรังสี ลดลงจนเหลือพลังงานไม่เพียงพอที่จะป้องกันไม่ให้ เชื้อเพลิงไฮดราซีนสำหรับ ควบคุมทิศทาง ของยานอวกาศ แข็งตัว นักวิทยาศาสตร์ของภารกิจจึงรักษาสภาพของเชื้อเพลิงให้เป็นของเหลวโดยการจุดเครื่องยนต์ขับดันเป็นระยะสั้นๆ ทำให้ภารกิจสามารถดำเนินต่อไปได้^{[ 45 ] [ 46 ] [ 47 ]}การยุติการปฏิบัติภารกิจและการปิดใช้งานยานอวกาศนั้นเกิดจากความไม่สามารถป้องกันไม่ให้เชื้อเพลิงควบคุมทิศทางแข็งตัวได้^{[ 45 ] [ 48 ]}วันสุดท้ายของการปฏิบัติภารกิจบนยูลิสซีสคือวันที่ 30 มิถุนายน พ.ศ. 2552 ^{[ 49 ] [ 50 ]}

ดาวเทียมวิจัยชั้นบรรยากาศตอนบน (UARS) เป็นดาวเทียมวิทยาศาสตร์ที่ใช้ตั้งแต่ปี 1991 ถึง 2005 เพื่อศึกษาชั้นบรรยากาศของโลก รวมถึงชั้นโอโซนเดิมทีวางแผนไว้สำหรับภารกิจสามปี แต่กลับมีความทนทานมากกว่าที่คาดไว้ ทำให้สามารถสังเกตการณ์จากชุดอุปกรณ์ได้นานขึ้น ดาวเทียมถูกปล่อยขึ้นสู่ อวกาศโดยกระสวย อวกาศดิสคัฟเวอรีและถูกปล่อยจากช่องบรรทุกสัมภาระด้วยแขนหุ่นยนต์ ภายใต้การควบคุมของลูกเรือ ดาวเทียมได้กลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศโลกเมื่อเวลาประมาณ 04:00 น. ของวันที่ 24 กันยายน 2011 UTC [ ^{51 ] ด้วย}น้ำหนักประมาณ 6 ตัน ดาวเทียมนี้จึงเป็นดาวเทียมของ NASA ที่หนักที่สุดที่กลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศโลกโดยไม่สามารถควบคุมได้นับตั้งแต่Skylabในช่วงฤดูร้อนปี 1979 ^{[ 52 ]}

โครงการดิสคัฟเวอรีของนาซา (เมื่อเทียบกับ โครงการ นิวฟรอนเทียร์หรือ โครงการ แฟลกชิป ) คือชุดภารกิจสำรวจอวกาศทางวิทยาศาสตร์ที่มีต้นทุนต่ำและเน้นเฉพาะเจาะจง เพื่อสำรวจระบบสุริยะ โครงการนี้ก่อตั้งขึ้นในปี 1992 เพื่อสานต่อ วิสัยทัศน์ของ แดเนียล เอส. โกลดิน ผู้บริหารนาซาในขณะนั้น ที่ต้องการภารกิจสำรวจดาวเคราะห์ที่ "เร็วขึ้น ดีขึ้น และถูกลง" ภารกิจดิสคัฟเวอรีแตกต่างจากภารกิจนาซาแบบดั้งเดิมที่กำหนดเป้าหมายและวัตถุประสงค์ไว้ล่วงหน้า แต่ภารกิจเหล่านี้มีงบประมาณจำกัด และได้รับการเสนอและนำโดยนักวิทยาศาสตร์ที่เรียกว่า หัวหน้าโครงการ ( Principal Investigatorหรือ PI) ทีมผู้เสนอโครงการอาจประกอบด้วยบุคคลจากภาคอุตสาหกรรม ธุรกิจขนาดเล็ก ห้องปฏิบัติการของรัฐบาล และมหาวิทยาลัย ข้อเสนอจะได้รับการคัดเลือกผ่านกระบวนการตรวจสอบโดยผู้ทรงคุณวุฒิที่มีการแข่งขัน ภารกิจดิสคัฟเวอรีได้เพิ่มพูนองค์ความรู้เกี่ยวกับระบบสุริยะอย่างมีนัยสำคัญ

นอกจากนี้ นาซายังรับข้อเสนอสำหรับโครงการภารกิจสำรวจ (Discovery Program Missions of Opportunity) ที่คัดเลือกโดยการแข่งขัน ซึ่งเปิดโอกาสให้เข้าร่วมในภารกิจที่ไม่ใช่ของนาซา โดยการให้ทุนสนับสนุนสำหรับอุปกรณ์วิทยาศาสตร์หรือส่วนประกอบฮาร์ดแวร์ของอุปกรณ์วิทยาศาสตร์ หรือเพื่อนำยานอวกาศของนาซาที่มีอยู่แล้วมาใช้งานใหม่

ภารกิจที่ได้รับทุนสนับสนุนจาก NASA ผ่านโครงการนี้ ได้แก่Mars Pathfinder , Kepler , Stardust , GenesisและDeep Impact

ยานMars Pathfinder (MESUR Pathfinder ^{[ 53 ]} ) ถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 4 ธันวาคม พ.ศ. 2539 เพียงหนึ่งเดือนหลังจากที่ยาน Mars Global Surveyor ถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศ บนยานลงจอดซึ่งต่อมาเปลี่ยนชื่อเป็น Carl Sagan Memorial Station มีรถโรเวอร์ ขนาดเล็ก ชื่อSojournerซึ่งทำการทดลองหลายอย่างบนพื้นผิวของดาวอังคาร^{[ 54 ]} นับเป็นโครงการที่สองจาก โครงการ Discoveryของ NASA ภารกิจนี้ได้รับการกำกับดูแลโดย Jet Propulsion Laboratory ซึ่งเป็นหน่วยงานหนึ่งของCalifornia Institute of Technologyที่รับผิดชอบโครงการสำรวจดาวอังคาร ของ NASA

สตาร์ดัสต์ เป็น ยานสำรวจอวกาศหุ่นยนต์ หนัก 300 กิโลกรัมที่นาซาปล่อยขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 7 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2542 เพื่อศึกษาดาวเคราะห์น้อย 5535 แอนน์แฟรงก์และเก็บตัวอย่างจากโคมาของดาวหางไวลด์ 2ภารกิจหลักเสร็จสิ้นเมื่อวันที่ 15 มกราคม พ.ศ. 2549 เมื่อ แคปซูล นำตัวอย่างกลับสู่โลก ^{[ 55 ]}สตาร์ดัสต์ได้สกัดกั้นดาวหางเทมเพล 1เมื่อวันที่ 15 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2554 ซึ่งเป็นวัตถุขนาดเล็กในระบบสุริยะที่ยานดีพอิมแพ็คเคยไปเยือน เมื่อวันที่ 4 กรกฎาคม พ.ศ. 2548 สตาร์ดัสต์ถูกปลด ประจำการเมื่อวันที่ 25 มีนาคม พ.ศ. 2554 ^{[ 56 ]}นับเป็นภารกิจนำตัวอย่างกลับสู่ โลกครั้งแรก ที่เก็บฝุ่นอวกาศ

ยานอวกาศเจเนซิส เป็นยานสำรวจ นำตัวอย่างของนาซาที่เก็บตัวอย่างลมสุริยะและนำกลับมายังโลกเพื่อวิเคราะห์ นับเป็นภารกิจนำตัวอย่างกลับมายังโลกครั้งแรกของนาซานับตั้งแต่โครงการอพอลโลและเป็นภารกิจแรกที่นำตัวอย่างกลับมาจากนอกวงโคจรของดวงจันทร์^{[ 57 ]} เจเนซิสถูกปล่อยขึ้นสู่ อวกาศเมื่อวันที่ 8 สิงหาคม พ.ศ. 2544 และตกกระแทกพื้นในรัฐยูทาห์เมื่อวันที่ 8 กันยายน พ.ศ. 2547 หลังจากข้อบกพร่องในการออกแบบทำให้ร่มชูชีพไม่กางออก^{[ 58 ]}การตกกระแทกทำให้ตัวเก็บตัวอย่างจำนวนมากปนเปื้อนและเสียหาย แต่หลายตัวก็ได้รับการกู้คืนอย่างสำเร็จ^{[ 59 ]}

Deep Impact เป็นยานสำรวจอวกาศ ของ NASA ที่ปล่อยขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 12 มกราคม พ.ศ. 2548 โดยได้รับการออกแบบมาเพื่อศึกษาองค์ประกอบภายในของดาวหาง9P/Tempelด้วยการปล่อยวัตถุพุ่งชนเข้าไปในดาวหาง เมื่อวันที่ 4 กรกฎาคม พ.ศ. 2548 วัตถุพุ่งชนได้ชนเข้ากับแกนกลาง ของดาวหางสำเร็จ ทำให้เกิดเศษซากจากภายในแกนกลาง ภาพถ่ายของเศษซากและหลุมอุกกาบาตแสดงให้เห็นว่าดาวหางมีรูพรุนมากและการปล่อยก๊าซมีองค์ประกอบทางเคมีที่หลากหลาย^{[ 60 ]}

เคปเลอร์เป็นหอดูดาวอวกาศที่นาซาส่งขึ้นไปเพื่อค้นหาดาวเคราะห์คล้ายโลกที่โคจรรอบดาวฤกษ์ดวงอื่น ยานอวกาศลำนี้ตั้งชื่อตามโยฮันเนส เคปเลอร์ นักดาราศาสตร์ชาวเยอรมันในศตวรรษที่ 17 [ ^{61 ] และถูกปล่อยขึ้นสู่ อวกาศ}ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2552 ^{[ 62 ]}ภารกิจหลักของเคปเลอร์สิ้นสุดลงในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2556 เมื่อมันสูญเสียล้อปฏิกิริยา ตัวที่สอง ภารกิจที่สองของกล้องโทรทรรศน์ K2 เริ่มขึ้นในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2557 ^{[ 63 ]}ณ เดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2561 เคปเลอร์ได้ค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะมากกว่า 2,000 ดวง^{[ 64 ]}

Clementine (ชื่ออย่างเป็นทางการคือ Deep Space Program Science Experiment (DSPSE)) เป็นโครงการอวกาศร่วมระหว่างBallistic Missile Defense Organization (BMDO ซึ่งก่อนหน้านี้คือStrategic Defense Initiative Organizationหรือ SDIO) และ NASA ภารกิจนี้เปิดตัวเมื่อวันที่ 25 มกราคม 1994 โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อทดสอบเซ็นเซอร์และส่วนประกอบของยานอวกาศภายใต้การสัมผัสกับสภาพแวดล้อมในอวกาศเป็นเวลานาน และเพื่อทำการสังเกตการณ์ทางวิทยาศาสตร์ของดวงจันทร์และดาวเคราะห์น้อยใกล้โลก1620 Geographosการสังเกตการณ์ Geographos ไม่ได้เกิดขึ้นเนื่องจากยานอวกาศทำงานผิดปกติ^{[ 65 ]}

ยานสำรวจดาวอังคาร (MGS) ได้รับการพัฒนาโดยห้องปฏิบัติการ Jet Propulsion Laboratory ของ NASA และปล่อยขึ้นสู่อวกาศในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2539 นับเป็นการเริ่มต้นการกลับมายังดาวอังคารของสหรัฐอเมริกาหลังจากห่างหายไป 10 ปี ยานได้เสร็จสิ้นภารกิจหลักในเดือนมกราคม พ.ศ. 2544 และอยู่ในช่วงภารกิจขยายระยะที่สาม เมื่อวันที่ 2 พฤศจิกายน พ.ศ. 2549 ยานอวกาศไม่สามารถตอบสนองต่อคำสั่งได้ ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2550 NASA จึงยุติภารกิจอย่างเป็นทางการ^{[ 66 ]}

ยาน อวกาศ Surveyorใช้กล้องความละเอียดสูงหลายตัวเพื่อสำรวจพื้นผิวของดาวอังคาร โดยส่งภาพกลับมามากกว่า 240,000 ภาพตั้งแต่เดือนกันยายน พ.ศ. 2540 ถึงพ.ย. พ.ศ. 2549 ^{[ 67 ]} Surveyor มีกล้องสามตัว กล้องความละเอียดสูงถ่ายภาพขาวดำ (โดยปกติ 1.5 ถึง 12 เมตรต่อพิกเซล) และกล้องมุมกว้างสีแดงและสีน้ำเงินถ่ายภาพเพื่อเป็นบริบท (240 เมตรต่อพิกเซล) และภาพทั่วโลกรายวัน (7.5 กิโลเมตร (4.7 ไมล์) ต่อพิกเซล) ^{[ 68 ]}

ภารกิจ Cassini–Huygensเป็นภารกิจร่วมของ NASA, ESAและASIในการศึกษาดาวเสาร์และดาวบริวาร จำนวนมาก ประกอบด้วยยานโคจรสำรวจดาวเสาร์และยานสำรวจชั้นบรรยากาศ/ยานลงจอดบนดวงจันทร์ไททันนอกจากนี้ยังส่งข้อมูลเกี่ยวกับสิ่งอื่นๆ อีกมากมาย เช่นเฮลิโอสเฟียร์ดาวพฤหัสบดีและการทดสอบทฤษฎีสัมพัทธ ภาพ ยาน สำรวจไททันHuygensเข้าสู่ชั้นบรรยากาศและลงจอดบนไททันในปี 2005 Cassiniเป็นยานสำรวจอวกาศลำที่สี่ที่ไปเยือนดาวเสาร์และเป็นลำแรกที่เข้าสู่วงโคจร

ยานฮัยเกนส์ถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 15 ตุลาคม พ.ศ. 2540 โดยใช้ยานไททัน IVB /เซนทอร์ และเข้าสู่วงโคจรรอบดาวเสาร์เมื่อวันที่ 1 กรกฎาคม พ.ศ. 2547 หลังจากการเดินทางระหว่างดาวเคราะห์ซึ่งรวมถึงการบินผ่านโลก ดาวศุกร์ และดาวพฤหัสบดี เมื่อวันที่ 25 ธันวาคม พ.ศ. 2547 ยาน ฮัยเกนส์ แยกตัวออกจากยานโคจรในเวลาประมาณ 02:00 UTC ยานฮัยเกนส์ไปถึงดวงจันทร์ ไททันของดาวเสาร์เมื่อวันที่ 14 มกราคม พ.ศ. 2548 เมื่อเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของไททันและลงจอดบนพื้นผิว ยานฮัยเกนส์ส่งข้อมูลกลับมายังโลกได้สำเร็จโดยใช้ยานโคจรเป็นตัวกลาง^{[ 69 ]}นี่เป็นการลงจอด ครั้งแรก ในระบบสุริยะ ชั้นนอก

สิบหกประเทศในยุโรปและสหรัฐอเมริกาประกอบกันเป็นทีมที่รับผิดชอบในการออกแบบ สร้าง บิน และรวบรวมข้อมูลจาก ยานโคจร แคสสินี และยานสำรวจฮุยเกนส์ ภารกิจนี้บริหารจัดการโดย ห้องปฏิบัติการเจ็ทโพรพัลชันของนาซาในสหรัฐอเมริกา ซึ่งเป็นสถานที่ประกอบยานโคจรฮุยเกนส์ได้รับการพัฒนาโดยศูนย์วิจัยและเทคโนโลยีอวกาศแห่งยุโรป^{[ 70 ]}

หลังจากขยายภารกิจหลายครั้งยานแคสสินีได้พุ่งเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของดาวเสาร์โดยเจตนาในวันที่ 15 กันยายน พ.ศ. 2560 เพื่อป้องกันการปนเปื้อนของดวงจันทร์ที่เอื้อต่อการอยู่อาศัย^{[ 71 ]}

ระบบสังเกตการณ์โลก (Earth Observing System หรือ EOS) เป็นโครงการของNASA ที่ประกอบด้วยภารกิจ ดาวเทียมเทียมและเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์หลายชุด ใน วงโคจร ของ โลก ออกแบบมาเพื่อการสังเกตการณ์ระยะยาวทั่วโลกของพื้นผิวโลกชีวภาคบรรยากาศและมหาสมุทรของโลก ส่วนประกอบของดาวเทียมในโครงการนี้ถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศในปี 1997 โครงการนี้เป็นหัวใจสำคัญขององค์กรวิทยาศาสตร์โลก (Earth Science Enterprise หรือ ESE) ของ NASA ภารกิจที่ดำเนินการผ่านโครงการนี้ ได้แก่SeaWiFS (1997), Landsat 7 (1999), QuikSCAT (1999), Jason 1 (2001), GRACE (2002), Aqua (2002), Aura (2004) และAquarius (2011)

โครงการ New Millennium Program (NMP) เป็นโครงการของ NASA ที่มุ่งเน้นการตรวจสอบความถูกต้องทางวิศวกรรมของเทคโนโลยีใหม่สำหรับการใช้งานในอวกาศ งบประมาณสำหรับโครงการนี้ถูกตัดออกจากงบประมาณปีงบประมาณ 2552 โดยรัฐสภาสหรัฐอเมริกาชุดที่ 110ซึ่งส่งผลให้โครงการถูก ยกเลิกไปโดยปริยาย ^{[ 72 ]}ยานอวกาศในโครงการ New Millennium Program เดิมทีมีชื่อว่า "Deep Space" (สำหรับภารกิจสาธิตเทคโนโลยีสำหรับภารกิจสำรวจดาวเคราะห์) และ "Earth Observing" (สำหรับภารกิจสาธิตเทคโนโลยีสำหรับภารกิจโคจรรอบโลก) เมื่อมีการปรับทิศทางโครงการใหม่ในปี 2543 ชุด Deep Space จึงเปลี่ยนชื่อเป็น "Space Technology"

ยาน อวกาศ Deep Space 1 (DS1) เป็นยานอวกาศที่ออกแบบมาเพื่อทดสอบเทคโนโลยีขั้นสูงที่มีความเสี่ยงสูง ภารกิจ Deep Space 1 เปิดตัวเมื่อวันที่ 24 ตุลาคม พ.ศ. 2541 และได้ทำการบินผ่านดาวเคราะห์น้อย9969 Brailleซึ่งเป็นเป้าหมายทางวิทยาศาสตร์ของภารกิจ ภารกิจนี้ได้รับการขยายเวลาออกไปสองครั้งเพื่อรวมถึงการเผชิญหน้ากับดาวหาง Borrellyและการทดสอบทางวิศวกรรมเพิ่มเติม ปัญหาในช่วงเริ่มต้นและปัญหาเกี่ยวกับตัวติดตามดาวทำให้ต้องมีการเปลี่ยนแปลงการกำหนดค่าภารกิจหลายครั้ง^{[ 73 ]} Deep Space 1 ได้ทดสอบเทคโนโลยีสิบสองอย่าง^{[ 74 ]}เป็นยานอวกาศลำแรกที่ใช้เครื่องยนต์ไอออนซึ่งแตกต่างจากจรวดที่ใช้พลังงานเคมีแบบดั้งเดิม^{[ 75 ]}

โครงการสำรวจอวกาศลึก (Deep Space) ได้สานต่อด้วย ยานสำรวจ Deep Space 2ซึ่งถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศในเดือนมกราคม ปี 1999 โดยใช้ยานMars Polar Landerและมีจุดประสงค์เพื่อพุ่งชนพื้นผิวของดาวอังคาร

โครงการ Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) ซึ่งเป็นภารกิจร่วมระหว่าง NASA และศูนย์การบินและอวกาศแห่งเยอรมนีได้ทำการวัด สนาม แรงโน้มถ่วงของโลก อย่างละเอียด ตั้งแต่การปล่อยในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2545 จนถึงเดือนตุลาคม พ.ศ. 2560 ^{[ 76 ]}ดาวเทียมถูกปล่อยจาก ฐานปล่อยจรวด Plesetsk Cosmodromeประเทศรัสเซีย โดย ใช้จรวด Rockotการวัดแรงโน้มถ่วงทำให้ GRACE แสดงให้เห็นว่ามวลกระจายอยู่รอบโลกอย่างไร และเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไป ข้อมูลจากดาวเทียม GRACE เป็นเครื่องมือสำคัญสำหรับการศึกษาเกี่ยวกับมหาสมุทร ธรณีวิทยา และสภาพภูมิอากาศของ โลก ^{[ 77 ]}

GRACE เป็นความพยายามร่วมกันระหว่างศูนย์วิจัยอวกาศแห่งมหาวิทยาลัยเท็กซัส ออสติน ; ห้องปฏิบัติการเจ็ทโพรพัลชัน ของ NASA ที่เมืองพาซาดีนา รัฐแคลิฟอร์เนีย; องค์การอวกาศแห่งเยอรมนี และศูนย์วิจัยธรณีศาสตร์แห่งชาติของเยอรมนีที่เมืองพอตส์ดัม^{[ 78 ]}ห้องปฏิบัติการเจ็ทโพรพัลชันรับผิดชอบการจัดการภารกิจโดยรวมภายใต้โครงการ NASA ESSP ^{[ 79 ]}

ภารกิจสำรวจดาวอังคารด้วยยานสำรวจ (Mars Exploration Rover Mission หรือ MER) ของ NASA เป็นภารกิจอวกาศหุ่นยนต์ที่ประกอบด้วยยานสำรวจสองลำเพื่อสำรวจดาวอังคาร ภารกิจนี้บริหารจัดการโดยห้องปฏิบัติการ Jet Propulsion Laboratory ในนามของ NASA ซึ่งเป็นผู้ที่ออกแบบ สร้าง และควบคุมการทำงานของยานสำรวจทั้งสองลำ

ภารกิจเริ่มต้นในปี 2546 ด้วยการส่งยานสำรวจ 2 ลำคือ MER-A Spiritและ MER-B Opportunityเพื่อสำรวจพื้นผิวและธรณีวิทยาของดาวอังคาร วัตถุประสงค์ทางวิทยาศาสตร์ของภารกิจคือการค้นหาและศึกษาหินและดิน ที่บ่งชี้ถึงกิจกรรมของน้ำในอดีต ภารกิจนี้เป็นส่วนหนึ่งของโครงการสำรวจดาวอังคารของ NASA ซึ่งรวมถึงยานลงจอดที่ประสบความสำเร็จก่อนหน้านี้ 3 ลำ ได้แก่ ยานลงจอด ของโครงการไวกิ้ง 2 ลำในปี 2519 และ ยานสำรวจ Mars Pathfinderในปี 2540 ^{[ 80 ]}

ต้นทุนรวมในการสร้าง การปล่อย การลงจอด และการใช้งานยานสำรวจบนพื้นผิวสำหรับภารกิจหลัก 90 วัน (sol) แรกของดาวอังคารคือ 820 ล้านดอลลาร์สหรัฐ^{[ 81 ]}อย่างไรก็ตาม ยานสำรวจทั้งสองลำสามารถทำงานต่อไปได้เกินภารกิจ 90 วันแรก และได้รับการขยายภารกิจหลายครั้ง ยานสำรวจ Spiritยังคงใช้งานได้จนถึงปี 2009 ในขณะที่ ยานสำรวจ Opportunityยังคงใช้งานได้จนถึงปี 2018

MESSENGER (ชื่อย่อของ MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry และ Ranging) เป็นยานอวกาศหุ่นยนต์ที่โคจรรอบดาวพุธ ซึ่ง เป็นยานอวกาศลำแรกที่ทำเช่นนั้น^{[ 82 ]}ยานอวกาศหนัก 485 กิโลกรัม (1,069 ปอนด์) ถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศด้วย จรวด Delta IIในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2547 เพื่อศึกษาองค์ประกอบทางเคมีธรณีวิทยาและสนาม แม่เหล็ก ของดาวพุธ

ยานเมสเซนเจอร์ ใช้เครื่องมือต่างๆ ใน การบินผ่านดาวพุธหลายครั้งที่ซับซ้อนซึ่งทำให้ยานสามารถลดความเร็วสัมพัทธ์กับดาวพุธได้โดยใช้เชื้อเพลิงน้อยที่สุด ยานอวกาศบินผ่านโลกหนึ่งครั้งและดาวศุกร์สองครั้ง จากนั้นบินผ่านดาวพุธสามครั้ง ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2551 ตุลาคม พ.ศ. 2551 ^{[ 83 ]}และกันยายน พ.ศ. 2552 ^{[ 84 ] [ 85 ]}กลายเป็นภารกิจที่สองที่ไปถึงดาวพุธ ต่อจากยานมาริเนอร์ 10ยานเมสเซนเจอร์เข้าสู่วงโคจรของดาวพุธในวันที่ 18 มีนาคม พ.ศ. 2554 และเปิดใช้งานเครื่องมือวิทยาศาสตร์อีกครั้งในวันที่ 24 มีนาคม โดยส่งภาพถ่ายแรกจากวงโคจรของดาวพุธกลับมาในวันที่ 29 มีนาคม

ยานเมสเซนเจอร์ตกกระแทกดาวพุธเมื่อวันที่ 30 เมษายน พ.ศ. 2558 หลังจากเชื้อเพลิงหมด^{[ 86 ]}

โครงการ New Frontiers เป็นชุดภารกิจสำรวจอวกาศที่ดำเนินการโดย NASA โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อวิจัยดาวเคราะห์หลายดวงของ ดวง อาทิตย์รวมถึงดาวพฤหัสบดีดาวศุกร์และดาวพลูโต NASA สนับสนุนให้นักวิทยาศาสตร์ทั้งในประเทศและต่างประเทศส่งข้อเสนอโครงการเข้าร่วมโครงการนี้

โครงการ New Frontiers สร้างขึ้นบนแนวทางที่ใช้โดย โครงการ DiscoveryและExplorerซึ่งเป็น ภารกิจที่นำโดย หัวหน้าโครงการวิจัยโครงการนี้ออกแบบมาสำหรับภารกิจขนาดกลางที่ไม่สามารถดำเนินการได้ภายในข้อจำกัดด้านต้นทุนและเวลาของโครงการ Discovery แต่ก็ไม่ได้ใหญ่เท่ากับภารกิจระดับ Flagship ปัจจุบันมีภารกิจ New Frontiers สามภารกิจที่กำลังดำเนินการอยู่ ยานNew Horizonsถูกปล่อยเมื่อวันที่ 19 มกราคม 2549 และบินผ่านดาวพลูโตในเดือนกรกฎาคม 2558 มี การบินผ่าน 486958 Arrokoth ในปี 2562 ^{[ 87 ]} ยาน Junoถูกปล่อยเมื่อวันที่ 5 สิงหาคม 2554 และเข้าสู่วงโคจรของดาวพฤหัสบดีเมื่อวันที่ 4 กรกฎาคม 2559 ^{[ 88 ]}ยาน OSIRIS-RExซึ่งปล่อยเมื่อวันที่ 8 กันยายน 2559 มีแผนที่จะนำตัวอย่างกลับมายังโลกในวันที่ 24 กันยายน 2566 ^{[ 89 ]}และหากประสบความสำเร็จ จะเป็นยานอวกาศของสหรัฐฯ ลำแรกที่ทำเช่นนั้น

ยานดรากอนกำลังเทียบท่ากับสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) ในเดือนพฤษภาคม 2012

ยานอวกาศไซก์นัสเทียบท่ากับสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) ในเดือนกันยายน ปี 2013

การพัฒนายาน พาหนะ บริการจัดหาเสบียงเชิงพาณิชย์ (CRS) เริ่มขึ้นในปี 2549 โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อสร้างยานขนส่งสินค้าไร้คนขับที่ดำเนินการโดยบริษัทอเมริกันเพื่อให้บริการแก่สถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) ^{[ 90 ]}การพัฒนายานพาหนะเหล่านี้อยู่ภายใต้โครงการราคาคงที่ตามเป้าหมาย ซึ่งหมายความว่าแต่ละบริษัทที่ได้รับรางวัลเงินทุนจะมีรายการเป้าหมายพร้อมมูลค่าเป็นดอลลาร์ที่กำหนดไว้ ซึ่งพวกเขาจะไม่ได้รับจนกว่าจะบรรลุเป้าหมายนั้นสำเร็จ^{[ 91 ]}นอกจากนี้ บริษัทต่างๆ ยังต้องระดมทุนจากภาคเอกชนในจำนวนที่ไม่ระบุสำหรับข้อเสนอของตน^{[ 92 ]}

เมื่อวันที่ 23 ธันวาคม พ.ศ. 2551 NASA ได้มอบสัญญาบริการส่งเสบียงเชิงพาณิชย์ให้กับSpaceXและOrbital Sciences Corporation [ ^{93 ] SpaceX}ใช้จรวด Falcon 9และยานอวกาศ Dragon ^{[ 94 ]} Orbital Sciences ใช้ จรวด Antaresและยานอวกาศ Cygnusภารกิจส่งเสบียง Dragon ครั้งแรกเกิดขึ้นในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2555 ^{[ 95 ]}ภารกิจส่งเสบียง Cygnus ครั้งแรกเกิดขึ้นในเดือนกันยายน พ.ศ. 2556 ^{[ 96 ]}ปัจจุบันโครงการ CRS ให้บริการขนส่งสินค้าไปยัง ISS ของสหรัฐอเมริกาทั้งหมด ยกเว้นสินค้าบรรทุกเฉพาะยานบางรายการที่ส่งโดยยานATV ของยุโรปและยาน HTVของญี่ปุ่น^{[ 97 ]}

โครงการ Mars Scout เป็น โครงการริเริ่ม ของ NASAเพื่อส่งภารกิจหุ่นยนต์ขนาดเล็กและต้นทุนต่ำไปยังดาวอังคารโดยคัดเลือกจากข้อเสนอของชุมชนวิทยาศาสตร์ โครงการ Scout แต่ละโครงการมีต้นทุนต่ำกว่า 485 ล้านดอลลาร์สหรัฐ ยาน ลงจอด Phoenixและ ยานโคจร MAVENได้รับการคัดเลือกและพัฒนาขึ้นก่อนที่โครงการจะยุติลงในปี 2010 ^{[ 98 ]}

ฟีนิกซ์เป็นยานลงจอดที่ดัดแปลงมาจากภารกิจMars Surveyor ที่ถูกยกเลิก ฟีนิกซ์ถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 4 สิงหาคม 2550 และลงจอดในบริเวณขั้วโลกเหนือที่เป็นน้ำแข็งของดาวเคราะห์เมื่อวันที่ 25 พฤษภาคม 2551 ฟีนิกซ์ถูกออกแบบมาเพื่อค้นหาสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมสำหรับสิ่ง มีชีวิต ขนาดเล็กบนดาวอังคารและเพื่อศึกษาประวัติความเป็นมาของน้ำบนดาวอังคาร [ ^{99 ] ภารกิจ}หลัก 90 วันประสบความสำเร็จ และภารกิจโดยรวมสิ้นสุดลงเมื่อวันที่ 10 พฤศจิกายน 2551 หลังจากที่วิศวกรไม่สามารถติดต่อกับยานได้ ยานลงจอดได้ติดต่อกับโลกครั้งสุดท้ายเมื่อวันที่ 2 พฤศจิกายน 2551 ^{[ 100 ]}

ดอว์นเป็นยานอวกาศของนาซาที่ได้รับมอบหมายให้สำรวจและศึกษาดาวเคราะห์น้อยเวสตาและดาวเคราะห์แคระเซเรสซึ่งเป็นสมาชิกที่ใหญ่ที่สุดสองดวงของแถบดาวเคราะห์น้อย ยาน อวกาศลำนี้สร้างขึ้นโดยความร่วมมือกับยุโรปบางส่วน โดยมีส่วนประกอบที่ได้รับการสนับสนุนจากพันธมิตรในเยอรมนี อิตาลี และเนเธอร์แลนด์ ภารกิจ ดอว์นได้รับการจัดการโดยห้องปฏิบัติการเจ็ทโพรพัลชันของ นาซา ^{[ 101 ]}

ดอว์นเป็นยานอวกาศลำแรกที่ไปเยือนเวสต้าหรือเซเรส นอกจากนี้ยังเป็นยานอวกาศลำแรกที่โคจรรอบวัตถุนอกโลกสองดวงที่แตกต่างกัน โดยใช้เครื่องยนต์ไอออนในการเดินทางระหว่างเป้าหมาย ภารกิจหลายเป้าหมายก่อนหน้านี้ที่ใช้ระบบขับเคลื่อนแบบดั้งเดิม เช่นโครงการวอยเอเจอร์ถูกจำกัดไว้เพียงการบินผ่าน^{[ 102 ]}

ยานดอว์น ถูกปล่อย ขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 27 กันยายน พ.ศ. 2550 และ เข้าสู่วงโคจรของเวสตาเมื่อวันที่ 16 กรกฎาคม พ.ศ. 2554 และสำรวจเวสตาจนถึงวันที่ 5 กันยายน พ.ศ. 2555 ^{[ 103 ]}หลังจากนั้น ยานอวกาศมุ่งหน้าไปยังเซเรสและเริ่มโคจรรอบดาวเคราะห์แคระเมื่อวันที่ 6 มีนาคม พ.ศ. 2558 ^{[ 104 ]}ในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2561 นาซารายงานว่ายานดอว์นหมดเชื้อเพลิง ทำให้ภารกิจสิ้นสุดลง ยานจะยังคงอยู่ในวงโคจรรอบเซเรส แต่ไม่สามารถติดต่อสื่อสารกับโลกได้อีกต่อไป^{[ 105 ]}

ยานสำรวจดวงจันทร์ Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) เป็นยานอวกาศหุ่นยนต์ ของ NASA ที่กำลังโคจรรอบดวงจันทร์ในวงโคจรขั้วโลก ต่ำที่ 50 กม . ^{[ 106 ]} ภารกิจ LRO เป็นการเตรียมการสำหรับภารกิจส่งมนุษย์ไปดวงจันทร์ในอนาคตของ NASA เพื่อจุดประสงค์นี้ โปรแกรมการทำแผนที่โดยละเอียดจะระบุตำแหน่งลงจอดที่ปลอดภัย ค้นหาทรัพยากรที่มีศักยภาพบนดวงจันทร์ กำหนดลักษณะสภาพแวดล้อมของรังสี และสาธิตเทคโนโลยีใหม่^{[ 107 ] [ 108 ]} ยานสำรวจได้สร้างแผนที่ 3 มิติของพื้นผิวดวงจันทร์และได้ให้ภาพแรกๆ ของอุปกรณ์ Apollo ที่ถูกทิ้งไว้บนดวงจันทร์ [ ^{109 ] [ 110 ] ภาพ} แรกจาก LRO ได้รับการเผยแพร่เมื่อวันที่ 2 กรกฎาคม 2552 แสดงให้เห็นบริเวณในที่ราบสูงของดวงจันทร์ทางใต้ของMare Nubium ( ทะเลแห่งเมฆ ) ^{[ 111 ]}

เปิดตัวเมื่อวันที่ 18 มิถุนายน พ.ศ. 2552 ^{[ 112 ]}ร่วมกับดาวเทียมสังเกตการณ์และตรวจจับหลุมอุกกาบาตบนดวงจันทร์⁽ LCROSS) ในฐานะหัวเรือของโครงการหุ่นยนต์สำรวจดวงจันทร์ ของ NASA [ ^{113 ]}นี่คือภารกิจแรกของสหรัฐอเมริกาไปยังดวงจันทร์ในรอบกว่าสิบปี^{[ 114 ]} LRO และ LCROSS เป็นภารกิจแรกที่เปิดตัวภายใต้ โครงการ วิสัยทัศน์เพื่อการสำรวจอวกาศ ของสหรัฐอเมริกา

ในเดือนเมษายน พ.ศ. 2565 NASA ได้ขยายภารกิจ LRO เพื่อศึกษาพื้นผิวและลักษณะทางธรณีวิทยาของดวงจันทร์ต่อไป รวมถึงสำรวจพื้นที่ใหม่ๆ ที่เป็นไปได้ด้วยวิวัฒนาการของวงโคจรของ LRO ^{[ 115 ]}

ห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ดาวอังคาร (MSL) เป็นภารกิจของ NASA เพื่อนำยานสำรวจชื่อCuriosity ลงจอดและปฏิบัติการ บนพื้นผิวของดาวอังคาร [ ^{116 ] ยาน}ถูกปล่อยโดย จรวด Atlas Vเมื่อวันที่ 26 พฤศจิกายน 2011 ^{[ 117 ] [ 118 ]}และลงจอดสำเร็จเมื่อวันที่ 6 สิงหาคม 2012 บนที่ราบAeolis Palusในปล่องภูเขาไฟ Galeใกล้กับAeolis Mons (เดิมชื่อ Mount Sharp ) ^{[ 119 ] [ 120 ] [ 121 ] [ 122 ]}บนดาวอังคาร ยานนี้ช่วยประเมินความเหมาะสมของดาวอังคารสำหรับการอยู่อาศัยมันสามารถวิเคราะห์ตัวอย่างทางเคมีโดยการตักดินและเจาะหินโดยใช้ระบบเลเซอร์และเซ็นเซอร์^{[ 123 ]}

ยาน สำรวจ คิวริโอซิตีมีความยาวประมาณสองเท่าและมีมวลมากกว่ายานสำรวจดาวอังคารสปิริตหรือออปพอร์ทูนิตี ประมาณห้าเท่า ^{[ 123 ]}และบรรทุกอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ที่มีมวลมากกว่าสิบเท่า^{[ 118 ]}

Mars 2020 เป็น ภารกิจยาน สำรวจดาวอังคารของโครงการสำรวจดาวอังคารของNASAซึ่งรวมถึง ยานสำรวจ Perseveranceที่ปล่อยขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 30 กรกฎาคม 2020 เวลา 11:50 UTC และลงจอดในปล่องภูเขาไฟ Jezeroบนดาวอังคารเมื่อวันที่ 18 กุมภาพันธ์ 2021 และปล่อย เฮลิคอปเตอร์ Ingenuityเมื่อวันที่ 4 เมษายน 2021 ^{[ 124 ] [ 125 ]}ยานจะสำรวจสภาพแวดล้อมโบราณบนดาวอังคารที่มีความสำคัญทางด้านชีววิทยา อวกาศ และสำรวจ กระบวนการทางธรณีวิทยาและประวัติศาสตร์บนพื้นผิว รวมถึงการประเมินความสามารถ ใน การอยู่อาศัย ในอดีต ความเป็นไปได้ของ สิ่งมีชีวิตในอดีตบนดาวอังคารและศักยภาพในการรักษาร่องรอยทางชีวภาพภายในวัสดุทางธรณีวิทยาที่เข้าถึงได้^{[ 126 ] [ 127 ]} ยานจะเก็บภาชนะบรรจุตัวอย่างไว้ตามเส้นทางสำหรับ ภารกิจนำตัวอย่างกลับสู่ดาวอังคารในอนาคต^{[ 127 ] [ 128 ] [ 129 ]}ภารกิจ Mars 2020 ได้รับการประกาศโดย NASA เมื่อวันที่ 4 ธันวาคม 2012 ในการประชุมฤดูใบไม้ร่วงของAmerican Geophysical Unionในซานฟรานซิสโก^{[ 130 ]} การออกแบบของ ยาน สำรวจ PerseveranceมาจากยานสำรวจCuriosityและจะใช้ส่วนประกอบหลายอย่างที่ผลิตและทดสอบแล้ว รวมถึงเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ใหม่และ เครื่อง เจาะแกน^{[ 131 ]}

โครงการ Commercial Lunar Payload Services ( CLPS ) เป็น โครงการ ของ NASAที่ว่าจ้างบริษัทต่างๆ ให้ส่งยานลงจอดและยานสำรวจหุ่นยนต์ขนาดเล็กไปยังบริเวณขั้วโลกใต้ของดวงจันทร์โดยส่วนใหญ่^{[ 132 ] [ 133 ]}มีเป้าหมายเพื่อสำรวจทรัพยากรบนดวงจันทร์ทดสอบ แนวคิด การใช้ทรัพยากรในพื้นที่ (ISRU) และดำเนินการวิจัยทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับดวงจันทร์เพื่อสนับสนุนโครงการ Artemis บนดวงจันทร์ CLPS มีจุดประสงค์เพื่อซื้อบริการขนส่งสัมภาระแบบครบวงจรระหว่างโลกและพื้นผิวดวงจันทร์โดยใช้สัญญาราคาคงที่^{[ 134 ]}โครงการนี้ได้รับการขยายเพื่อเพิ่มการสนับสนุนสำหรับสัมภาระขนาดใหญ่โดยเริ่มหลังจากปี 2025

• โครงการบริการปล่อยจรวดของนาซา
• สำนักภารกิจวิทยาศาสตร์

• สารบัญภารกิจในอดีต ปัจจุบัน และอนาคต จากสำนักภารกิจวิทยาศาสตร์