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航天技术的诞生和发展，为人类探索宇宙提供了先进手段和良好条件。20世纪中叶问世的空间探测器，不断揭示出过去在地面难以窥测的宇宙奥秘，使人类对空间环境、地外天体的演变、太阳系的形成、生命的起源等有了更多的认识和了解。
从1959年开始，前苏联发射了多个月球探测器。月球3号探测器绕到月球背后，它发回的照片使人们看到月亮的背面与正面确有不同，被陨石撞击得满目疮痍。月球9号探测器首次在月球上软着陆，拍回第一批月球全景照片。美国也发射了徘徊者号和勘测者号探测器到月球考察，为载人登月打下了基础。1998年，月球勘探者号探测器进行了环月考察，除了证实月球上存在丰富的矿藏和氦－3核原料外，还发现月球两极存在储量达上亿吨的冰冻水，为人类开发月球带来福音。
前苏联的金星探测器，掀开了金星面纱的一角。美国1989年发射的麦哲伦号金星探测器，通过合成孔径雷达扫描，绘制出了第一张金星表面全景照片。
20世纪70年代，先驱者和旅行者探测器首次飞掠木星进行考察，向人们提供了第一批木星近景图像。1989年发射的伽利略号木星探测器探测到木卫二的冰层下存在一个暗海洋，可能孕育有原始的生命。
20世纪80年代初，旅行者探测器飞过土星，不仅发现美丽的土星光环是一组成千上万条光环组成的光环群，而且新发现了13颗卫星，使土星的卫星增加到23颗，成为一个土卫大家族。
火星与地球有许多相似的地方，许多科学家认为，火星可能有过生命，至少有过低级生命的发展期，因此对火星的探测格外引人注目。从1975年以来，海盗号探测器和“火星探路者”探测器飞临火星进行实地考察。结果在这块贫瘠而荒凉的红色星球上没有发现火星人，甚至找不到一点生命的踪迹。
除了冥王星，人类已经利用空间探测器造访了太阳系的其它八大行星及其卫星，获得了许多新发现。1990年发射的尤利西斯号太阳探测器，还破天荒地探测了太阳南北两极的太阳风等情况。
20世纪90年代以来，哈勃太空望远镜、康普顿伽玛射线望远镜和钱德拉X射线望远镜先后被送入太空轨道，探测太阳系外遥远的天体和星系，观测宇宙中黑洞、中子星、类星体等情况，探索宇宙形成和演变的秘密。
1998年，由丁肇中主持，中国参加研制的阿尔法磁谱仪，用航天飞机载入太空去探寻反物质，试图揭示宇宙爆炸之谜。
尽管空间探索之路艰辛而漫长，但随着航天技术的不断进步，人类终将宇宙的奥秘。
