美国率先登陆月球不仅首次实现了人类的登月梦想，而且为我们揭开了月球的神秘面纱。“阿波罗计划”5次成功登月，12位宇航员先后登上月球表面，进行对月球的勘探研究工作，使人类能够越来越理性地认识关于月球的一切。宇航员在月球表面进行了广泛的考察，收集了大量的月球岩石、土壤标本，5次从月球带回的月岩样品共计达440千克。除此之外，宇航员还把用于太阳风实验和月震测量这样的仪器安装在月球上，以便日后为我们提供更多的关于月球的科学数据。
月球是地球的永久卫星，始终忠实地围绕着地球旋转。站在地球远远望去，那轮发着微冷光芒的月亮，是那样的晶莹。可是站在月球上，你看到的是另一番景象。凹凸不平的表面布满大大小小的环形山，与想象中的完全相反，甚至有些阴森可怕，但这才是真实的月球：直径3476千米，约为地球直径的3/11；表面积大约是地球的1/14；体积只相当于地球的1/49。
月球的地质构造稳定，表面是高真空的，无磁场、弱重力、高洁净，而且月球背面不受地球无线电波干扰。月球是研究月球科学、天体化学、空间物理、生命科学、对地观测科学和材料科学的理想场所，所以，在月球建立天文观测基地、生物制品和新材料实验室、对地观测站和深空探测前哨站都具有巨大的政治和科学意义。
因为月球上空没有像地球一样的大气层，所以在月球上建立天文观测台（站）可以不受大气层的限制，这样就能从伽马射线一直到长无线电波段上进行观测，而且月面上宁静的环境可以保证其测量精度，一些天文物理现象（如超新星爆炸和伽马射线爆裂）都可以通过干涉仪阵列用不同波段进行观测研究。
在亿万星辰中，月球也许只是小小的一员，但对于人类，它有着非比寻常的意义。月球是人类踏足浩瀚宇宙的前哨站，也是人类赖以生存的资源存储仓库。月球上有对人类来说价值惊人的资源，玄武岩里钛铁矿的体积占25%，钛大概有100万亿吨以上，未来的某一天，人类将能直接用这种石头生产水、液氧燃料等资源；铀、稀土等是地球上稀缺的资源，但在月球上有相当充足的储备；氦——3是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，1吨的氦——3产生的电量足以供全人类使用1年，而氦——3是月球土壤中特有的，这将能用来改变人类社会的能源结构；月球上还有丰富的硅、铝、铁等金属资源，这些同样可以为未来的地球提供巨大的矿产资源储备。
如何开发和利用月球资源是21世纪的重要课题，而现在或以后，月球对于人类太空科技的发展都会越来越重要。
3.沙漠中建立的“山寨”火星
“除非我们移民太空，否则，我不认为人类在未来一千年还能幸存下来，因为会有太多意外事故降临到栖身于这颗行星的生命身上。不过我是个乐天派，我相信人类会走出去，找到适合居住的其他世界。”这是大科学家霍金的预言，火星就是霍金认为适合人类生存的地方之一。目前一批与霍金持相同看法的科学家正在美国犹他州的沙漠中模拟火星生活，为人类移民火星作准备，为挽救地球和生命寻找办法。
虽然比火星上更温暖，但是犹他州的沙漠有着与火星非常相似的地形和地貌。在那一片赤红的不毛之地，到处都是露出地面的巨大岩石。这也是美国将犹他州火星沙漠研究站建立在这里的重要原因。火星沙漠研究站是地球上唯一的一个火星生活环境模仿基地，它有两层楼高，呈现出类似马蹄的形状。
基地简单地分上、下两层。第一层被分割成几个区域，分别放置各种测量、冷却、加热、操作设备，以及保存太空服和头盔。第二层是起居室，里面散落着电缆、电脑、收音机等日常用品，墙上贴满了火星地图和工作人员的日志。
火星协会创办这个研究站是为了专门从事人类登陆火星的研究。项目副主任阿尔特弥斯韦斯坦伯格说，研究站的存在“给了科学家一个研究平台，让我们了解如何在火星上生活，并向其他太空机构提供火星适合生存的证据”。火星协会主席罗伯特·朱伯林表示：“这里的一切就像是彩排，我们期待发现哪些装置在火星上可以运作，哪些不行，哪些技术、材质、工具还需要继续研究。”有一批20多岁的科学家和工程师生活这个研究站中，他们都是志愿者，他们的共同目标是来这里参加模拟火星生活的试验，为前往火星作准备。这些人住在一个直径8米的白色模拟“太空舱”内，一切生活须遵循太空原则：时刻穿着太空服、戴头盔；只能食用少量食物；与“地球中心”的通信要模拟火星与地球通讯时会有延时的状况。另外，他们还要足蹬笨重的靴子，手戴大手套，背与头盔相连的呼吸机来模拟舱外太空行走。
志愿者之所以要这样做，是因为火星上的氧气含量比地球低200倍，宇航员根本不能独立呼吸；火星的平均气温是零下53度，如果不穿太空服外出，裸露的皮肤就会被冻伤；火星表面的压力只有地球的百分之一，如果离开太空服的保护，那么人类的肺就会立即爆炸，内脏也会破裂。为了更真实地模拟火星生活，所有的人都穿着沉重的太空服生活，这使平时看起来非常简单的动作也变得非常困难，连提取土壤样本都成为一种体力活。
对于这项虽然困难但越来越具有意义的试验，志愿者们投入了相当大的热情。25岁的工程师尼马尔·纳瓦特纳姆负责开发雷达，探寻火星上的冰。南希·苏廷斯正在攻读液体力学专业，他对火星灰尘习性特别感兴趣。24岁的工程师汤姆·海伊洛克正在开发火星车。
21岁的珍妮·白吉纳特表示与这些志同道合的同伴一起工作，不仅刺激，而且可以激发前进的动力。
很多科学家都认为，火星是太阳系另外七大行星中唯一一个像地球一样能孕育生命的行星。它曾与地球一样，有液态水和厚厚的大气层；也与地球一样，有自己的轴，有明显的四季变化，有北极和南极。与其他行星相比，火星是最有可能存在生命的地方，也最有可能成为人类未来的栖身之所。
4.一个科学家聚集的重镇
美国诞生于启蒙运动时代(约1680-1800年)，这一时期的作家和思想家拒绝接受过去的迷信思想。相反，他们强调理性的力量和无偏见的探索，特别是对自然界活动的探索。启蒙运动的哲学家们憧憬“一个科学的共和国”，在那里，思想可以自由地交流，实用的知识将改善全体居民的命运。
美国自独立以来，一直鼓励科学和发明。它做到这一点的方法是促进思想的自由流通，鼓励实用知识的发展，欢迎来自世界各地的具有创造力的人才。
《美国宪法》本身即反映了这种鼓励科学创造的愿望。它授权国会，“为促进科学和实用技艺的进步，对作家和发明家的着作和发明在一定期限内给予专利权的保障”。这一条款构成了美国专利和版权制度的基础，它可以确保在创造者未得到某种补偿的情况下，他们的发明和其他作品不会被抄袭或应用。
在美国历史的最初几十年中，美国与欧洲处于相对隔绝的状态，而且也很贫困。尽管如此，它仍是发展科学的好地方。美国的科学与人民的需要紧密相连，而且没有欧洲人的偏见。
美国的开国元勋中有两位是享有盛名的科学家。本杰明·富兰克林进行了一系列试验，加深了人类对电的认识。在其试验中，他证明了一条过去一直被人们怀疑但始终未揭示的道理：闪电是电的一种形式。富兰克林还发明了一些方便的用品，如双光眼镜和一种以他的名字命名的炉子(富兰克林炉子可以装入壁炉内，并将热量传入邻近的房间内)。
托马斯·杰斐逊是位农学家，他引进了各种各样的稻米油橄榄树和牧草。他强调了刘易斯和克拉克探险(1804-1806年)的科学成就，他们对太平洋西北岸地区进行了考察，而有关这一地区动植物的详细而系统的数据更是这次探险的遗产之一。
与富兰克林和杰斐逊一样，大多数18世纪晚期的美国科学家都参加了争取美国独立和建立新国家的斗争。这些科学家包括天文学家戴维·里腾豪斯、医学家本杰明·拉什和自然史学家查尔斯·威尔逊·皮尔。
在美国革命期间，里腾豪斯帮助设计了费城的防御工事，并为美国的军事部门建造了望远镜和导航仪器。独立战争后，里腾豪斯为宾夕法尼亚州设计了道路和运河系统。他后来重操旧业，研究恒星和行星，并在这一领域享誉世界。
在美国革命战争期间，本杰明·拉什作为军医局局长，通过倡导卫生与公共健康行为挽救了无数战士的生命。
他采用新的疗法，使费城的宾夕法尼亚医院成为医学启蒙运动的典范。退役后，拉什建立了美国第一家免费诊所。提起查尔斯·威尔逊·皮尔，人们首先会想到他是一位画家，其实他也是自然史学家、发明家、教育家和政治家。他创建了美国第一座大型博物馆，即费城的皮尔博物馆，馆内收藏有这个年轻的国家唯一的北美自然史样品。皮尔在纽约州西点附近挖掘出一具古代乳齿象的骨头。他用了3个月的时间将这副骨架组装在一起，然后在他的博物馆内展出。
皮尔博物馆开创了使大众对科学知识感兴趣并可以接触这种知识的美国传统。
美国的政治领袖热衷于求知，这也有助于确保来自其他国家的科学家受到热烈欢迎。英国化学家约瑟夫·普里斯特利是一位着名的早期移民，他因持不同政见而被自己的祖国驱逐出境。普斯特利于1794年来到美国。在数千位移居新大陆以寻求自由和可发挥创造力的环境的才华横溢的科学家中，他是位拓荒者。后来来美国的其他科学家包括德国理论物理学家阿尔伯特·爱因斯坦，1933年来到美国；恩里科·费密，1938年从意大利来到美国，实现了世界上首次自持链式核反应；弗拉基米尔K.兹沃尔金，1919年离开俄国，后来发明了电视摄像机。
其他科学家来美国是为了参与这个国家突飞猛进的发展。亚历山大·格雷姆·贝尔于1872年离开苏格兰经加拿大来到美国，研制出电话和与之相关的发明，并获得了这些发明的专利。查尔斯P.施泰因梅茨1889年从德国来美，在通用电气公司研制了新型交流电系统。后来，其他科学家被美国现代化的研究设施吸引而趋之若鹜。在20世纪初的几十年中，在美国工作的科学家们能够得到丰厚的物质报酬，在知识方面也会大大受益。
19世纪，英国、法国和德国处科学于思想的前沿。如果说美国在理论构想上落在后面的话，那么它在利用理论解决实际问题的应用科学方面是出类拔萃的。这一传统的产生源于需要。由于美国人生活在远离西方科学和制造业源泉的地方，他们往往必须勾勒自己的行为方式。于是，美国人将理论知识与“扬基式的智慧”相结合，结果是重要的发明接踵而来。伟大的美国发明家有：罗伯特·富尔顿(汽船)；塞缪尔F.B.穆尔斯(电报)；伊莱·惠特尼(轧棉机)；赛勒斯·麦考密克(收割机)。
爱迪生并非总是某一项科技发明的首创者，但是，他经常把某种设想变为实用的制成品。例如，英国工程师约瑟夫·斯旺于1860年制作了一个白炽灯泡，比爱迪生几乎早20年。但是，爱迪生的灯泡性能更好。爱迪生的灯泡的使用寿命要比斯旺的灯泡长得多，而且可以分别开和关，而斯旺的灯泡只能在一个系统内使用，几只灯泡要同时开或关。爱迪生在改进灯泡后又研制出一些发电装置。在30年内，他的发明使电灯走进了千家万户。
科学设想实际应用的另一个里程碑式的实例是威尔伯和奥维尔·莱特兄弟的发明。19世纪90年代，他们对德国人的滑翔机试验着了迷，并开始了他们自己对飞行原理的研究。莱特兄弟将科学知识与机械技术相结合，建造了几架滑翔机并驾机滑翔。后来，在1903年12月17日，他们成功地试飞了第一架重于空气并由机械推动的飞机。
1947年，美国出现一项发明，当时还鲜为人知，但是它开创了一个信息共享的新时代。那年，贝尔实验室的约翰·巴丁、威廉·肖克利和沃尔特·布拉顿利用非常复杂的理论物理学原理发明了晶体管。这种晶体管体积很小，可以取代体积很大的真空管。由于晶体管和10年后发明的另一种装置——集成电路的问世，从此可以在微小的容器内装入大量的电子线路，结果使今天书本大小的计算机在功能上可以越过1960年代房间大小的计算机，人们的生活方式，他们的工作、学习、经营和从事研究的方式都发生了一场革命。
20世纪后半叶，美国的科学家开始在他们的实用发明和应用以外的领域中闻名于世。突然之间，他们因其对“纯”科学、概念和理论的构想而得到了承认。这种模式的变化可以在诺贝尔物理和化学奖得主中略见一斑。
20世纪上半叶(从1901年至1950年)，美国在科学类诺贝尔奖中的获奖者可谓凤毛麟角。自1950年以来，诺贝尔奖科学类奖的近一半得主均是美国人。