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太空探索是指以物理手段探索地球以外物体以及探索太空，涉及到的连续演化和成长的航天技术。虽然太空研究主要是由天文学家用望远镜实施的，但是太空的物理勘探是由无人驾驶的机器人探测器和载人航天两者实施的。
太空探索经常被用作地缘政治对抗，例如冷战时期的代理竞争。太空探索的早期时代主要是被苏联和美国之间的“太空竞赛”驱动的。在1957年10月4日发射进入地球轨道的第一个人造物体，苏联的人造地球卫星斯普特尼克1号，和在1969年7月20日第一次登上月球的美国阿波罗11号航天器，通常被作为是这个初始阶段的里程碑。
在前20年的探索之后，重点从一次性的飞行转移到可重新使用的硬件，例如太空梭计划，并从竞争走向合作，建立了国际空间站（ISS）。
在2000年代，中国成功地启动了载人航天计划，而欧盟，日本和印度也在谋划未来的载人航天飞行任务。而在本世纪，中国，俄罗斯，日本和印度都规划了至月球的载人航天飞行任务，欧盟则是规划了到月球和火星的载人航天飞行任务。
从1990年代起，私人集团(SpaceX)开始推动太空旅游和月球私人空间探索（参见Google月球X大奖）。
| 日期 | 第一次成功 | 国家 | 任务名称 |
|---|---|---|---|
| 1946年 | 动物进入太空（果蝇） |  美国-ABMA
|
V2 |
| 1957年8月21日 | 洲际弹道导弹（ICBM） |  苏联
|
R-7/SS-6 Sapwood |
| 1957年10月4日 | 人造卫星 | 苏联
|
史泼尼克一号 |
| 1957年11月3日 | 动物进入轨道（狗） | 苏联
|
斯普特尼克2号 |
| 1958年1月31日 | 探测范艾伦带 | 美国-ABMA
|
探险者一号 |
| 1958年12月18日 | 通信卫星 | 美国-ABMA
|
Project SCORE |
| 1959年9月15日 | 月球探测器 | 苏联
|
月球2号 |
| 1959年2月17日 | 气象卫星 | 美国-NASA（NRL）1
|
Vanguard 2 |
| 1959年8月7日 | 第一张地球的照片 | 美国-NASA
|
探险者六号 |
| 1960年8月18日 | 侦查卫星 | 美国-Air Force
|
KH-1 9009 |
| 1961年4月12日 | 人类进入轨道 | 苏联
|
东方一号 |
| 1965年3月18日 | 航天器外活动 | 苏联
|
上升2号 |
| 1965年12月15日 | 轨道集合2 | 美国-NASA
|
双子星6A号/双子星7号 |
| 1966年3月1日 | 另一行星探测器 | 苏联
|
金星3号 |
| 1969年7月21日 | 人类登月 | 美国-NASA
|
阿波罗11号 |
| 1971年4月23日 | 空间站 | 苏联
|
礼炮1号 |
| 1975年7月15日 | 第一次美苏联合任务 | 苏联 美国-NASA
|
阿波罗-联盟测试计划 |
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