从20世纪60年代中期开始，人造卫星的发展已从探索试验阶段进入实用阶段。各种应用卫星相继投入使用。科学卫星和技术试验卫星获得相应发展，取得了一些重要发现和技术成果。卫星的发射数量急剧上升，应用范围日益扩大。20世纪70年代以来，各种卫星在发射数量上有所减少，但质量却有显著提高。
航天器的研制带动了其他工业部门的发展，促进了科学技术的进步。航天技术领域的许多新设计、新结构、新材料、新工艺及高可靠性的元器件和精密仪器逐渐推广到其他领域中应用，大大提高了产品的质量和劳动生产率。但是更主要的还是直接利用卫星完成军事和国民经济使命，起到其他手段无法起到的作用。应用卫星的种类繁多，有直接为军事目的服务、支援地（海）面武装力量的照相和电子侦察卫星、预警卫星、海洋监视卫星和核爆炸探测卫星；有攻击敌方航天器的反卫星系统；有军用和民用通信卫星、导航卫星、气象卫星和测地卫星；还有民用的地球资源卫星、天文卫星、生物卫星、广播卫星和其他科学探测卫星。
应用卫星的技术发展的进程大体都经过3个阶段。技术试验阶段：主要是探索实现途径、发展专用设备，进行地面和飞行试验，验证工作原理和设备功能。半实用阶段：发射能在有限时间和空间内服务的卫星，如气象卫星、导航卫星和侦察卫星的早期型号，它们所取得的信息和提供的服务都是局部的。实用阶段：20世纪70年代之后，航天活动的特点之一是发展各种使命的卫星应用系统，也就是陆续发射多颗卫星，使之按一定规律运行，组成空间卫星网和地面设备配套的系统，实现时间、空间连续服务。
太空探测
空间探测技术的发展
人类进入太空的前奏是对空间进行广泛的探测，采用的手段就是空间探测器。空间探测很自然地是由近及远进行的，从地球自己的卫星月球开始，进一步便是本家族太阳系的各个行星及其卫星，最后再飞出太阳系，深入到遥远的系外星际空间进行探测。
奥秘无穷的月球探测
伽利略是第一位用望远镜看到崎岖不平月球表面的科学家。到19世纪末，人类对月球向着地球的一面所拍摄的照片已达到1公里的分辨率。20世纪50年代后期，前苏联和美国都制定了用无人探测器考察月球的计划。1959年前苏联以拍摄月球背面图像为目标，先后发射了3个月球探测器。第一个探测器从月球一侧约5000公里处飞过，未发回信息，进入了太阳轨道。第二个命中月球，在即将撞击月球表面的瞬间，向地球发回关于月球附近不存在强磁场和辐射带的信息。这是第一个到达地球以外其他天体的航天器。第三个探测器从月球的南面7900公里进入绕月飞行轨道，经过月球背面时拍摄到月球背面70％从未被人类见过的区域和30％可从地面看见的月球表面。探测器飞回地球时，轨道正处于地球北半球的上空，有利于前苏联地球站跟踪和数据接收。探测器在回程中又将所拍摄的资料重复播送。地球站收到并整理出约30张关于月球背面的图像，月球背面的面貌第一次被揭开了。
1963～1976年是前苏联实施月球考察计划的第二个阶段。在此期间前苏联共发射21个“月球”号探测器。最重要的成果是：“月球”16、20和24号分别于1970年9月、1972年2月和1976年8月在月面软着陆并钻孔取样，将月球的土壤和岩石样品带回地球；“月球”17号和21号在1970年11月和1973年1月分别携带一辆重约1．8吨的月球车在月球表面软着陆，由地面遥控月球车在月球表面自动行驶考察。两辆月球车分别行驶了10．5和37公里。
美国早期的月球探测器是“先驱者”号探测器，从1958年开始发射。前3个都因未达到预定速度而失败，第4个虽然发射成功，但时间上已晚于前苏联，且在离月球很远处飞过，未发回重要信息。此后，美国把对月球探测的第二个阶段计划与“阿波罗”载人登月计划结合起来，执行了“徘徊者”号探测器、“勘测者”号探测器和“月球轨道环行器”计划。
遥远无际的行星探测
太阳系的九个行星分为内行星和外行星。4个内行星是水星、金星、地球和火星，5个外行星是木星、土星、天王星、海王星和冥王星。行星探测可分为内行星探测和外行星探测两类。
内行星探测从20世纪60年代初开始，1961年2月12日前苏联发射了第一个金星探测器。这个探测器在大约3个月的旅程中只飞行了15天便与地面中断了通信联系。在60年代，前苏联多次发射金星探测器，但均无重要收获。美国在1962年8月26日发射“水手”2号金星探测器，探测器在距金星35000公里的地方掠过，取得了关于金星的一些资料。当探测器经过金星时，科学家测量它因金星引力而产生的轨道偏差，首次准确地计算出金星的质量。
从20世纪70年代开始前苏联和美国的金星探测进入第二个阶段。1971年，前苏联“金星”7号探测器的着陆舱在金星表面软着陆成功，此后相继发射了“金星”8号至“金星”16号探测器，发回了一批金星全景遥测照片和测量数据。美国在1978年发射了“先驱者－金星”1号和2号探测器，在金星表面软着陆成功，对金星进行了综合考察。
人类对火星上可能存在生命的问题一直怀有希望。前苏联在1962～1796年美国发射的“太阳神”号航天探测器，以接近太阳的最近距离，完成了对太阳活动周期的勘测和观察。1973年问发射了7个“火星”号探测器，其中1个飞越火星，2个出了故障，2个软着陆失败，2个软着陆后不久通信中断。美国在1964～1975年间共发射6个“水手”号探测器和2个“海盗”号探测器。前者拍摄了火星的照片，后者抛出着陆舱在火星表面软着陆。前苏联和美国对火星探测的结果表明，在着陆点附近未发现地球类型的生命形式。
水星是太阳系内距太阳最近的行星，从地球上观察只能在它接近地平线处才有可能。1973年美国发射的“水手”10号探测器在距水星690公里处发回表面状态的信息，“水手”10号发回的水星照片十分清晰，可分辨约150米大小的物体，数据表明水星表面很像月球，布满大大小小的环形山，有很稀薄的大气，白天温度达700K，夜间冷到100K。
外行星探测是从20世纪70年代初开始的。它比内行星的距离远，探测器飞行时间长达数年，必须有大功率无线电发射机和大的发射天线才能使发回的信号在达到地球表面时仍有一定的强度，而且只能用核电源。
1972年3月美国发射了第一个探测外行星的“先驱者”10号探测器，12月这个探测器飞近木星，向地球发回300张中等分辨率的木星照片，然后利用木星的引力场加速飞向土星，再利用土星的引力场折向海王星，1983年飞过海王星的轨道，然后越过冥王星成为脱离太阳系的第一个航天器。
1973年4月美国发射的“先驱者”11号探测器在1974年12月经过木星，1979年9月在离土星34000公里处掠过，拍摄了土星的照片，发回有关土星光环成分的资料。
1977年8月和9月，美国发射了“旅行者”2号和1号探测器。1979年以后，这些探测器陆续发回木星和土星的照片，清楚地显示出木星的光环、木星的大红斑结构，土星的光环构造、新的土星卫星、奇异的电磁环境等信息。载人航天技术
航天技术物发展
航天又称空间飞行或宇宙航行，是指各种类型载人或不载人的航天器在宇宙空间的航行活动。通常认为，离地球100公里以上的空间飞行活动即为航天。航天活动的主要目的是探索、开发和利用太空以及地球以外的天体。包括沿着以太阳为中心、以地球为中心或以月球为中心的轨道飞行，沿着环绕其他行星的轨道飞行，以及行星际飞行。航天活动关键是要达到第一、第二、第三宇宙速度，摆脱星体的引力。1957年10月，前苏联发射了第一颗人造地球卫星而开始了航天时代。1961年4月12日，世界上第一名宇航员，前苏联的加加林完成了人类第一次进入太空的航行。
载入航天
载人航天是人类驾驶和乘坐载人航天器在太空从事各种探测、试验、研究、军事和生产的往返飞行活动，是航天技术发展的一个新阶段。自1961年人类发射第一艘载人宇宙飞船以来，经过30多年的发展，美国和前苏联已经建立了完整的载人航天体系。载人航天器目前主要有三种：字宙飞船、空间站和航天飞机。
世界上第一艘宇宙飞船
1961年4月12号，前苏联科学家发射的“东方”1号宇宙飞船是世界上第一艘载人飞船。它由两个舱组成，上面的是密封载人舱，又称航天员座舱，这是一个直径为2．3米的球人类走向太空的第一个宇航员加加林。体。舱内设有能保障航天员生活的供水、供气的生命保障系统，以及控制飞船姿态的姿态控制系统、测量飞船飞行轨道的信标系统、着陆用的降落伞回收系统和应急救生用的弹射座椅系统。另一个舱是设备舱，它长3．1米，直径为2．58米。设备舱内有使载人舱脱离飞行轨道而返回地面的制动火箭系统、供应电能的电池、储气的气瓶、喷嘴等系统。“东方”1号宇宙飞船总质量约为4700千克。它和运载火箭都是一次性的，只能执行一次任务。
早在20世纪40年代末，人们就把一些生物装入探空火箭进行试验。50年代后期，出现了携带动物的人造卫星，对生命保障系统、回收技术、遥测、遥控、通信技术等进行了全面试验。科学家们对获得的空间环境数据加以处理后发现过去对微流星的危害估计偏高，存在辐射带的空间也是有限的，从而肯定了人进入太空的可行性。前苏联在发射了5艘不载人的卫星式飞船后，于1961年4月12日用“东方”号运载火箭成功地发射了世界上第一艘载人飞船“东方”1号，使加加林成为世界上第一个进入太空的人，从而开辟了人类航天的道路。
“阿波罗”登月飞船
以太阳神的名字命名的“阿波罗”登月飞船，因人类首次成功踏上月球而注定了它在航天史上拥有独一无二的地位。
1969年7月16日，在肯尼迪航天中心所在地的梅里特岛上，“土星”5号火箭载着“阿波罗”11号直冲九霄，“阿波罗”登月飞船几经波折，最终完成了它的历史使命。
“阿波罗”飞船由指令舱、服务舱和登月舱组成，总高25米，直径10米，重约45吨。飞船每次载3名宇航员，登月飞行结束后，返回地球的只有指令舱和宇航员。
登月舱
登月舱是航天员用来完成月面活动的一种设备。由下降级和上升级组成，地面起飞时重14．7吨，宽4．3米，最大高度约7米。下降级由着陆发动机、4条着陆腿和4个仪器舱组成。着陆发动机推力可在4．67～46．7千牛（476～4760公斤）范围内调节，发动机摆动范围为6℃。着陆腿末端有底盘，上面装有触地传感器。下降级内还装有着陆交会雷达和4组容量为400安培的银锌蓄电池；上升级为登月舱主体。航天员完成月面活动后驾驶上升级返回环月轨道与指挥舱会合。由航天员座舱、返回发动机、推进剂贮箱、仪器舱和控制系统组成。航天员座舱可容纳2名航天员（但无座椅），有导航、控制、通信、生命保障和电源等设备。
月球上的交通工具——月球车
月球车是在月球表面行驶并对月球考察和收集分析样品的专用车辆，它分为有人驾驶月球车和无人驾驶月球车两类。有人驾驶月球车由航天员驾驶在月面上行走，主要用于扩大航天员的活动范围和减少航天员的体力消耗，存放和运输航天员采集的岩石和土壤标本。月球车由蓄电池提供动力，每个轮子各由一台电动机驱动。无人驾驶月球车由轮式底盘和仪器舱组成，用太阳能电池和蓄电池联合供电。车上装有照相机、电视摄像机等设备，用来拍摄照片和探测月球物理性质。1970年11月17日前苏联把世界上第一个无人驾驶的“月球车”1号送上月球，它行驶10．5公里，考察了8万平方米月面。月球车的问世给航天员在月面上工作带来了极大方便。
登月宇航员的太空服。
人类首次月球车行驶
在月球上驾车行驶，在以前似乎是一种梦想，但在今天，它却成了事实。1971年7月31日，美国“阿波罗－15”号宇航员斯科特与欧文进行了人类首次月球车行驶。
他们是7月30日在月球登陆的。之后，于31日早上离开登月舱，并卸下月球车。他们驾驶着4轮月球车，在崎岖不平的月球表面行驶。电视转播了部分精彩的场面，人们兴奋地看着他们，只听他们喊道：“这里有许多美丽的岩石！”
他们驾车行驶了两个小时，走了大约8千米，之后返回登月舱。他们两人分别是第7位和第8位登上月球的人，但他们却是首次驾车在月面上行驶的人。