अवकाशविज्ञान

अवकाशविज्ञान
>अवकाशविज्ञान>अवकाशविज्ञान
अवकाशविज्ञान : अवकाश म्हणजे जिच्यात आपली पृथ्वी, सूर्य, सूर्यमालेतील इतर घटक, तारे, आपली दीर्घिका (आकाशगंगा) व इतर दीर्घिका इ. गोष्टी जणू काही तरंगत आहेत ती पोकळी. त्या पोकळीविषयी व तिच्यातील सर्व घटकांविषयी माहिती मिळविणे हे अवकाशविज्ञानाचे उद्दिष्ट आहे. अवकाशातील वस्तूंविषयी मानवाला फार प्राचीन कालापासून कुतूहल वाटत आलेले आहे व त्यांच्याविषयी व त्यांच्या स्वरूपाविषयी अनेक उल्लेख सर्व देशांतील प्राचीन दंतकथांत व आधुनिक विज्ञानांचा उदय व प्रगत होण्यापूर्वीच्या कालातील कथांत व लेखांत आढळतात. पण त्या कथांतील किंवा लेखांतील वर्णने म्हणजे केवळ कल्पनेच्या भराऱ्‍या असत. दूरदर्शकाचा (दुर्बिणीचा) शोध लागल्यावर नुसत्या डोळ्यांना न दिसणाऱ्या अशा अवकाशातील अनेक वस्तू दिसू लागल्या. त्यानंतर विज्ञानात व त्याच्या तंत्रात सुधारणा होत जाऊन वर्णपटमापक [→वर्णपटविज्ञान], छायाचित्रण-कॅमेरा, ⇨रेडिओ दूरदर्शक यांसारखी आधुनिक उपकरणे व साधने उपलब्ध होत गेली.  उत्तरोत्तर अधिकाधिक दूरच्या व नव्या गोष्टींचे अस्तित्व कळून व केवळ दूरदर्शकांनी दिसणाऱ्‍या वस्तूंवरून आपल्या सभोवार सर्व दिशांस कमीतकमी दोन अब्ज प्रकाशवर्षे (१ प्रकाशवर्ष = ९ X १०१२ किमी.) इतक्या अंतरापर्यंत तरी अवकाश पसरलेले आहे असे आता म्हणता येते. त्याला सीमा आहे की नाही हे निश्चित सांगता न आले, तरी त्याचा विस्तार अतिशय अफाट आहे हे निश्चित.

चंद्र कोणत्या पदार्थांचा बनलेला असेल ? पृथ्वीवर आहेत तसे जीव सूर्यमालेतील किंवा इतर ताऱ्यांभोवतालच्या ग्रहांवर असतील काय ?अशांसारखे प्रश्न सामान्य मनुष्याच्याही मनात येत असतात. सूर्यमालेतील घटकांची व इतर आकाशस्थ वस्तूंची घटना, गुणधर्म व परिस्थिती यांविषयी माहिती मिळाली तर सूर्यमालेच्या व एकूण विश्वाच्या उत्पत्तीचे कोडे उलगडण्यास मदत होईल असे तज्ज्ञाना वाटते. म्हणून वैज्ञानिकांच्या द‌ृष्टीनेही अशी माहिती महत्त्वाची आहे व ती कशी मिळविता येईल याविषयी सतत प्रयत्‍न व विचार फार पूर्वीपासून होत आलेले आहेत. सूर्यमालेचे घटक, तारे किंवा इतर आकाशस्थ वस्तूंविषयी जी माहिती मिळत असे, ती पृथ्वीच्या पृष्ठावरून किंवा पृष्ठापासून थोड्या उंचीवरून निरीक्षणे किंवा मापने करून मिळविलेली असे आणि दुसऱ्या महायुद्धाच्या कालापर्यंत पृथ्वीच्या वातावरणाच्या फार उंच भागात उपकरणे पाठवून तेथल्या वस्तुस्थितीविषयी माहिती मिळविणे हेसुद्धा शक्य झाले नव्हते. त्यापेक्षा दूरच्या अवकाशातील वस्तूंविषयी माहिती मिळवणे मनुष्याच्या आवाक्याच्या फारच बाहेर होते.

रॉकेटांचा उपयोग तोफांप्रमाणे किंवा दूर जाऊन बाँबहल्ला करू शकणाऱ्‍या विमानांप्रमाणे करता येईल ही कल्पना कित्येक युद्धनिपुण तंत्रज्ञांस सुचलेली होती व तशी रॉकेटे बनविण्याचे प्रयत्‍नही चालू होते. दुसऱ्‍या महायुद्धात जर्मनीने वापरलेल्या व्ही-२ रॉकेटांची माहिती मिळाल्यावर, त्यांच्यासारखी पण अधिक कार्यक्षम व दूरगामी रॉकेटे बनविण्याचे विशेष प्रयत्‍न करण्यात आले व ते यशस्वी ठरून युद्धोपयोगी रॉकेटांशिवाय केवळ विज्ञानविषयक अन्वेषणास (संशोधनास) उपयुक्त अशी रॉकेटे व त्याच्यानंतर अवकाशयानेही उपलब्ध झाली (१९५७) व अवकाश-अन्वेषणास चालना मिळाली.

इतिहास : अवकाश-अन्वेषण हे केवळ रॉकेटांच्या परिचालनावर (गती देण्याच्या पद्धतीवर) अवलंबून असल्यामुळे व रॉकेटांशिवाय इतर कोणत्याही प्रकाराच्या वाहनाने वातावरण भेदून पलीकडे जाणे अव्यवहार्य असल्यामुळे रॉकेटांचा सैद्धांतिक व व्यावहारिक विचार हा अवकाश-विज्ञानाची पहिली पायरी होय व त्या दृष्टीने या शतकाचा प्रारंभ होण्याच्या किंचित आधीच रशियातील काही वैज्ञानिकांनी या विषयाच्या मूलभूत तत्त्वांचा विचार केला होता. मेशेर्स्की यांनी बदलत्या द्रव्यमानाच्या वस्तूंच्या गतिविषयक तत्त्वांचे व के. ई. त्सिओलकोव्हस्की यांनी रॉकेटांच्या उड्डाणाच्या मूलतत्त्वाचे विवरण केले होते. तसेच द्रव हायड्रोजन व द्रव ऑक्सिजन यांचा इंधन म्हणून उपयोग करून व अनेक टप्प्यांची रॉकेटे वापरून अवकाशात उड्डाण करता येईल असेही त्यांनी सुचविले होते. त्सिओलकोव्हस्कींचे कार्य अत्यंत महत्त्वाचे असून अवकाशविज्ञानाचा पाया त्यांनी घातला हे सर्वत्र मान्य केले जाते. त्यानंतरच्या कालातही रशियात रॉकेटांच्या उड्डाणाबाबत अन्वेषण व प्रयोग चालू राहिले व त्यात बरीच प्रगतीही झाली.

पहिल्या महायुद्धाच्या कालात अमेरिकेतील संयुक्त संस्थानांत रॉकेटांच्या अध्ययनाची सुरुवात झाली होती. तेथील युद्धखात्यात काम करीत असलेल्या रॉबर्ट गॉडर्ड यांनी १९१९ साली ए मेथड ऑफ रीचिंग एक्स्ट्रीम आल्टिट्यूड्‌स या नावाचा एक निबंध प्रसिद्ध केला होता व त्यात त्यांनी केलेल्या अन्वेषणाची माहिती दिलेली होती. गॉडर्ड यांनी १९२६ साली द्रवपरिचलित रॉकेटाचा यशस्वी प्रयोग सर्वप्रथम केला. १९२० साली जर्मनीतील हेरमान ओवेर्थ यांनी अवकाशविज्ञानविषयक अध्ययनास सुरुवात केली व त्यांनी केलेल्या मूलभूत सैद्धांतिक कार्याची माहिती त्यांच्या रॉकेट इन्टू इंटरप्लॅनेटरी स्पेस या नावाच्या १९२३ साली प्रसिद्ध झालेल्या ग्रंथात दिलेली आहे. १९२५ मध्ये वॉल्टर होहमान यांनी द पॉसिबिलिटी ऑफ रीचिंग सेलेशियल बॉडीज या विषयावरील एक विस्तृत प्रबंध प्रसिद्ध केला. त्यामध्ये विविध आंतरग्रहीय कक्षांचे विस्तारपूर्वक गणितीय विश्लेषण दिलेले आहे.

याच सुमारास पृथ्वीभोवती भ्रमण करणाऱ्या तीन अवकाशस्थानकांची (हीच कल्पना पुढे उपग्रह संदेशवहनासाठी वापरण्यात आली) व विद्युत् परिचालित अवकाशयानाची कल्पना ऑस्ट्रियात मांडण्यात आली होती. १९२९ साली ओवेर्थ यांनी रोड्स टु स्पेस ट्रॅव्हल या नावाचा आपला दुसरा महत्त्वाचा ग्रंथ प्रसिद्ध केला. त्यानंतर रॉकेटविषयक अध्ययनास सरकारी प्रोत्साहन व मदत मिळून १९३० साली जर्मनीत, १९३४ साली रशियात व १९४३ साली अमेरिकेत त्यास चालना मिळून त्यात वेगाने प्रगती होऊ लागली. जर्मनीत वेर्नर फोन ब्राउन व वॉल्टर डॉर्नबर्गर यांच्या नेतृत्वाखाली १९३२ साली लष्करी कामासाठी वापरावयाच्या रॉकेटांविषयी अन्वेषण सुरू झाले व नंतर १९४४ साली जर्मनीच्या सुप्रसिद्ध व्ही-२ रॉकेटांचा यशस्वी उपयोग करण्यात आला. या रॉकेटांचा शोध हा अत्यंत महत्त्वाचा होता व अलीकडील सर्व अवकाशयानांच्या घटकांची व्यवस्था व्ही-२ रॉकेटांच्या तत्त्वावरच आधारलेली आहे. १९४५ साली मानवासहित रॉकेटांचे सरळ उभे उड्डाण करण्याचा प्रयत्‍न जर्मनीत झाला होता पण त्याला यश आले नाही.

अमेरिकेत १९३६ साली थीओडोर कार्मन यांच्या मार्गदर्शनाखाली कॅलिफोर्नियातील इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्‍नॉलॉजी (कॅल्टेक) मध्ये रॉकेटविषयक अन्वेषणास प्रारंभ झाला व दुसऱ्‍या महायुद्धानंतर व्हाइट सँड्स येथे रॉकेटांची चाचणी करण्याच्या तळाची स्थापना होऊन युद्धात जप्त केलेल्या व्ही-२ रॉकेटांच्या साहाय्याने उच्च वातावरणाचे अन्वेषण चालू झाले व त्यातूनच पुढे उत्तरोत्तर अधिक पल्ल्याची व अधिक कार्यक्षम अशी मध्यम पल्ल्याची व आंतरखंडीय पल्ल्याची क्षेपणास्त्रे तयार करण्यात आली. १९४६ मध्ये बलूनमधून (फुग्यामधून) कवकांची बीजुके (एक प्रकारच्या हरित-द्रव्यविरहित वनस्पतीचा प्रजोत्पादक भाग, →कवक) आकाशात सु. ३० किमी. उंचीवर पाठवून परत आणण्यात आली व त्यांच्यावर विश्वकिरणांचे कोणते परिणाम होतात याचे अध्ययन करण्यात आले. अशा प्रकारे अवकाशीय जीवविज्ञानविषयक प्रयोगांचा प्रारंभ झाला. १९५१ साली अमेरिकेने एरोबी रॉकेटात एक माकड व अकरा उंदीर सु. ७२ किमी. उंचीपर्यंत यशस्वी रीतीने पाठविले होते. त्यानंतर येणाऱ्या ⇨आंतरराष्ट्रीय भूभौतिकीय वर्षातील अध्ययनात वापरण्यासाठी कृत्रिम उपग्रह तयार करण्याचा प्रकल्प १९५५ साली तयार करण्यात आला. पण तो प्रत्यक्ष कार्यवाहीत येण्यापूर्वीच रशियाने ४ ऑक्टोबर १९५७ रोजी स्पुटनिक-१ हा पृथ्वीचा पहिला कृत्रिम उपग्रह यशस्वी रीत्या कक्षेत सोडून अवकाशविज्ञानाच्या एका नवीन पर्वास प्रारंभ केला.

  पुढे ३१ जानेवारी १९५८ रोजी अमेरिकेने एक्स्प्‍लोअरर-१ हा आपला पहिला उपग्रह पृथ्वीच्या कक्षेत सोडला. त्या उपग्रहामुळे व्हॅन ॲलन प्रारणपट्ट्यांचा (पृथ्वीभोवतील उच्च ऊर्जेच्या कणांनी युक्त असलेल्या व व्हॅन ॲलन यांनी शोधून काढलेल्या भागाचा) शोध लागला. त्यानंतर अमेरिकेने व रशियाने एकानंतर एक अशा रीतीने कृत्रिम उपग्रहांच्या जणू मालिकाच विविध अन्वेषणांसाठी अवकाशात पाठविल्या. उदा., भ्रमणकक्षेत फिरणाऱ्‍या रॉकेटावरील टोपण दूर नियंत्रणाने अलग करून ते पृथ्वीवर परत आणणाऱ्‍या यंत्रणेची चाचणी घेण्यासाठी ‘डिस्कव्हरर’या कृत्रिम उपग्रहांची मालिका कक्षेत पाठविण्यात आली होती, तर ‘एक्स्प्‍लोअरर’ही मालिका विश्वकिरण (बाह्य अवकाशातून पृथ्वीवर पडणारे जटिल व अतिशय भेदक किरण), आयनांबर (पृथ्वीच्या वातावरणातील विद्युत् भारित कणांनी युक्त असलेला एक भाग, → आयनांबर), पृथ्वीचे चुंबकीय क्षेत्र व व्हॅन ॲलन प्रारण पट्टे यांच्या अन्वेषणासाठी पाठविली होती. टॉयरॉस व निंबस हे उपग्रह वातावरणाच्या अन्वेषणासाठी तर एको, टेलस्टार व सिन्‌कॉम हे उपग्रह पृथ्वीवरील दूरचित्रवाणीसाठी व दूरध्वनि-संदेशवहनासाठी अवकाशात सोडले होते. रशियानेही स्पुटनिक, कॉसमॉस इ. नावांच्या निरनिराळ्या प्रकारच्या उपग्रहांच्या मालिका जीववैद्यकाच्या व इतर शास्त्रांच्या अन्वेषणासाठी पाठविल्या होत्या.

जपानने ११ फेब्रुवारी १९७० रोजी आपला पहिला उपग्रह अवकाशात सोडला. त्यानंतर कम्युनिस्ट चीनने २४ एप्रिल १९७० रोजी १७३ किग्रॅ. वजनाचा उपग्रह कक्षेत सोडण्यात यश मिळविले.

पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणाच्या बाहेर पाठविलेले पहिलेच अवकाश-अन्वेषक यान म्हणजे २ जानेवारी १९५९ रोजी रशियाने चंद्राच्या दिशेने सोडलेले ल्यूना-१ होय. त्यानंतर चंद्राच्या समन्वेषणासाठी रशियाने एकामागून एक सोडलेली ल्यूना व झोंड व तसेच अमेरिकेने सोडलेली रेंजर व सर्व्हेयर या मालिकेतील अन्वेषक याने होत.

रशियाने १३ सप्टेंबर १९७० रोजी सोडलेले ल्यूना-१६ हे यान चंद्रावर अलगदपणे उतरले. ह्या यानाने चंद्रावरील पृष्ठभाग २५ सेंमी. पर्यंत खोदून तेथील मातीचे नमुने गोळा केले व ते पृथ्वीवर यशस्वीपणे परत आणण्यात आले. त्यानंतर १७ नोव्हेंबर १९७० रोजी ल्यूना-१७ ह्या यानातून ल्यूनोखोड-१ हे संशोधन-साहित्ययुक्त वाहन रशियाने चंद्रावर ‌‘सी ऑफ रेन्स’या भागात उतरविले. या वाहनाची हालचाल पृथ्वीवरून रेडिओद्वारे नियंत्रित करण्याची व्यवस्था असून वाहनात दूरचित्रण कॅमेरे, चांद्रपृष्ठाचा टणकपणा मोजण्याचे साधन, क्ष-किरण दूरदर्शक इ. समाग्री ठेवलेली आहे. या सामग्रीला वीज पुरविण्यासाठी सौर घटमालांची व्यवस्था केलेली असून या घटमाला वाहन सूर्यप्रकाशात आल्यावर (म्हणजे दर दोन आठवड्यांनी) कार्यान्वित होतात. ह्या वाहनाने त्याच्या मूळ स्थानापासून आठ किलोमीटरांहून अधिक अंतर तोडलेले असून या प्रवासात त्याने काही लहान अडथळेही टाळले आहेत. मार्गावरील धुळीची तसेच चांद्र विवरांची माहिती त्याने पृथ्वीवर पाठविली आहे. ल्यूनोखोड-२ हे रशियाचे दुसरे दूरनियंत्रित वाहन १६ जानेवारी १९७३ रोजी चंद्राच्या ‘सी ऑफ सेरेनिटी’या भागात उतरले. या वाहनात फ्रेंच शास्त्रज्ञांनी तयार केलेले एक उपकरण ठेवण्यात आलेले आहे. ल्यूनोखोड-१ व -२ सारखी अनेक वाहने चंद्रावर पाठवून तेथील निरनिराळ्या ठिकाणची माती व खडकांचे नमुने पृथ्वीवर आणण्याची योजना रशियाने आखलेली आहे. अवकाशविज्ञानाच्या इतिहासातील हा एक महत्त्वाचा टप्पा असून त्यामुळे मानवयुक्त यानांचा धोका टाळून मंगळ, शुक्र इ. ग्रहांचा अशा प्रकारच्या यानांद्वारे अभ्यास करता येण्याची शक्यता द‌ृष्टिपथात आली आहे.

शिवाय रशियाने शुक्राच्या रोखाने जाणारी व्हेनेरा व व्हीनस व अमेरिकेने मरिनर मालेतील अन्वेषक याने यशस्वीपणे क्षेपित केली. मंगळाच्या समन्वेषणासाठी अमेरिकेने मरिनर-४ क्षेपित केले होते व त्यानंतर त्यांनी पाठविलेल्या मरिनर-६ व -७ या यानांनी मंगळाच्या पृष्ठभागाची छायाचित्रे व तेथील वातावरणाविषयी माहिती पृथ्वीकडे पाठविली. रशियाने मे १९७१ मध्ये पाठविलेली मार्स-२ व मार्स-३ ही ४,६५० किग्रॅ. वजनाची अन्वेषक याने मंगळाजवळ नोव्हेंबर १९७१ मध्ये पोचली. या दोन्ही यानांतून मंगळाच्या पृष्ठभागावर उपकरणे उतरविण्यात आली परंतु या उपकरणांनी फारशी माहिती पाठविली नाही. दोन्ही मूळ याने मात्र मंगळाभोवतील कक्षांत फिरत असून मंगळाचा पृष्ठभाग व वातावरण यांसंबंधीची माहिती पाठवीत आहेत. अमेरिकेने पाठविलेले मरिनर-९ हे यानही याच सुमारास मंगळाजवळ पोचले असून तेही मंगळाभोवतील कक्षेत फिरत आहे. या यानाच्या साहाय्याने मंगळाच्या ७० टक्के पृष्ठभागाचे चित्रण करण्यात आले असून मंगळाच्या वातावरणाचा व भूविज्ञानाचाही अभ्यास करण्यात आला आहे. १ मार्च १९७२ रोजी अमेरिकेने मरिनर-एफ नावाचे अन्वेषक यान गुरूच्या दिशेने पाठविले असून ते ३१ डिसेंबर १९७३ च्या सुमारास गुरूच्या जवळून जाईल. या यानात प्रथमच अणुकेंद्र-निर्मित विद्युत् शक्ती वापरण्यात येणार आहे. हे यान गुरूच्या गुरुत्वाकर्षणाचा उपयोग करून सूर्यकुलाबाहेर पडणार असून त्याद्वारे गुरूसंबंधी तसेच बाह्य सूर्यकुलासंबंधी व आकाशगंगेसंबंधी अतिशय उपयुक्त माहिती मिळेल अशी अपेक्षा आहे.

सूर्यमालेतील प्‍लुटो, युरेनस व नेपच्यून या ग्रहांकडे संशोधनार्थ मानवरहित अवकाशयाने पाठविण्यासाठी १९७७ ते १९७९ मध्ये अनुकूल परिस्थिती असून त्या वेळी या ग्रहांच्या गुरुत्वाकर्षणामुळे अवकाशयानांच्या मार्गात व उड्डाणकालात मोठी बचत होईल. पृथ्वीवरून सोडलेल्या अवकाशयानास प्‍लुटोजवळ जाण्यास ८·५ वर्षे (सप्टेंबर १९७७ ते मार्च १९८६) व नेपच्यूनजवळ जाण्यास ९ वर्षे (नोव्हेंबर १९७९ ते नोव्हेंबर १९८८) लागतील. प्‍लुटोकडे जाणारे अवकाशयान वाटेत गुरू व शनी या ग्रहांजवळून जाईल व नेपच्यूनकडे जाणारे अवकाशयान वाटेत गुरू व युरेनस या ग्रहांजवळून जाईल. अमेरिकेने अशा अवकाश-प्रवासाचा आराखडा तयार केलेला आहे. तथापि ही योजना आर्थिक कारणांसाठी रद्द करण्यात आलेली असून गुरू व शनी या ग्रहांकडे प्रत्येकी एक पायोनियर यान पाठविण्यात येणार आहे.

यांशिवाय रशियाने व अमेरिकेने पृथ्वीभोवती निरनिराळ्या कक्षांत फिरणाऱ्या विविध उपकरणयुक्त भूभौतिकीय, ज्योतिषीय व सौर वेधशाळा पाठविलेल्या आहेत. कृत्रिम उपग्रहांचा उपयोग युद्धाच्या कामासाठी व टेहळणीसाठी होतो. अशा कामासाठी पाठविलेल्या उपग्रहांची प्रसिद्धी अर्थात केली जात नाही व वरील दोन देशांचे तसे कित्येक उपग्रह पृथ्वीभोवती फिरत असणे शक्य आहे.

रशियाच्या यूरी गागारिन यांनी १२ एप्रिल १९६१ रोजी व्होस्टोक-१ या अवकाशयानातून १ तास ४८ मिनिटांत पृथ्वीभोवती फेरी मारून अवकाशात प्रथम प्रवास करण्याचा विक्रम केला. अमेरिकेच्या ॲलन शेपर्ड यांनी मे १९६१ मध्ये मर्क्युरी अवकाशयानातून पृथ्वीभोवती ३ फेऱ्या घातल्या. त्यानंतर अमेरिकेने व रशियाने अवकाशातील अधिकाधिक दीर्घ प्रवासाचा मानवी शरीरावर होणाऱ्या परिणामांचा अभ्यास करण्यासाठी (जेमिनी-७—३३० तास), अवकाशात भ्रमण-कक्षेतील दोन याने जोडणे व ती परत अलग करणे (जेमिनी-६ व -७), अगोदर पाठविलेले रॉकेट व यान यांचा संबंध जोडणे (जेमिनी-८), अवकाशयानाच्या बाहेर राहून कार्य करणे (लेओनेव्ह-व्होकशोड-२, व्हाइट-जेमिनी-४, सेर्नान-जेमिनी-९), भ्रमण-कक्षेतील एका यानातून दुसऱ्या यानात मनुष्य पाठविणे इ. महत्त्वाच्या कामगिऱ्यांच्या चाचण्या घेण्याकरिता विविध अवकाशयाने पाठविली.

रशियाने व्होस्टोक व व्होकशोड या मालिकांद्वारे दोन व तीन माणसांची अवकाशयाने पृथ्वीभोवतालच्या कक्षांत पाठविली तथापि पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणाच्या क्षेत्राबाहेर अद्यापि (१९७१) मानवासहित यान रशियाने पाठविलेले नाही.

चंद्रावर मानव उतविण्याच्या दृष्टीने अमेरिकेने आखलेल्या अपोलो-योजनेतील अपोलो-८ या यानाने बोरमन, लॉवेल व अँडर्स यांनी प्रथमच पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणाबाहेर उड्डाण करून (२१ डिसें. १९६८) चंद्राभोवती १० फेऱ्‍या घातल्या व ते तिघे यशस्वीपणे परत येऊन सुखरूपपणे पॅसिफिक महासागरात उतरले (२७ डिसें. १९६८). यानंतर अपोलो-९ यानाने चंद्रावर प्रत्यक्ष उतरण्याकरिता तयार केलेल्या चांद्रयानाची प्रथम पृथ्वीभोवती भ्रमण करून चाचणी घेतली. अपोलो-१० या यानातून स्टॅफोर्ड, यंग व सेर्नान यांनी १८ मे १९६९ रोजी उड्डाण केले व चंद्राच्या कक्षेत फिरत असताना स्टॅफोर्ड आणि सेर्नान यांनी चांद्रयानात शिरून ते यान मुख्य यानापासून अलग केले व नंतर चंद्रापासून सु. १५ किमी. अंतरावरून चंद्राभोवती ८ तास फेऱ्या घालून चंद्रावर उतरण्याच्या जागेची पाहणी केली. त्यानंतर त्यांनी चांद्रयानाची कक्षा बदलून ते पुन्हा मुख्य यानाला जोडले व नंतर ते पृथ्वीवर यशस्वी रीत्या २६ मे रोजी परत आले. त्यानंतर अपोलो-११ यानातून १६ जुलै रोजी आर्मस्ट्राँग, आल्ड्रिन व कॉलिन्स यांनी उड्डाण केले. त्यांपैकी आर्मस्ट्राँग व आल्ड्रिन यांनी २१ जुलै रोजी एका उपयानातून (चांद्रयानातून) प्रवास करून चंद्रावर प्रत्यक्ष पदार्पण केले व तेथील खडकांचे व मातीचे नमुने गोळा केले, तसेच काही महत्त्वाची उपकरणेही तेथे ठेवली. २२ तास चंद्रावर काढल्यानंतर त्यांनी चंद्रावरून यशस्वी उड्डाण केले व मुख्य अपोलो-११ यानाशी आपल्या उपयानाची जोडणी केली. नंतर मुख्य यान २४ जुलै रोजी पॅसिफिक महासागरात सुरक्षितपणे उतरले. अशा रीतीने पृथ्वीबाहेरील भूप्रदेशावर पदार्पण करण्याचा पहिला कार्यक्रम यशस्वी रीत्या पार पडला. १९ नोव्हें. १९६९ रोजी अपोलो-१२ या अमेरिकेच्या अवकाशयानातील कॉनरॅड व बीन या अंतराळवीरांनी चंद्रावर पदार्पण केले. चांद्रपृष्ठावर ते दोन वेळा उतरले. अडीच वर्षांपूर्वी चंद्रावर उत्तरलेल्या सर्व्हेयर-३ या यानाचे काही अवशेष तसेच चंद्रावरील खडकांचे नमुने त्यांनी पृथ्वीवर परत आणले. चांद्रयानाच्या बाहेर त्यांनी सु. ७ तास कार्य केले. कॉनरॅड व बीन यांनी चांद्रपृष्ठावरील कंप नोंदणारे, सौर कणांची नोंद करणारे, चुंबकत्वमापक इ. पाच उपकरणे चंद्रावर ठेवली. ही उपकरणे पृथ्वीवरून संदेश पाठवून नियंत्रित करण्याची, तसेच या उपकरणांनी नोंदलेली माहिती पृथ्वीकडे प्रक्षेपित करण्याची व्यवस्था करण्यात आलेली होती. या उपकरणांना अणुशक्तीवर चालणाऱ्‍या जनित्राद्वारे वीज पुरविण्यात आलेली होती.

अपोलो—१३ यानाने ११ एप्रिल १९७० रोजी चंद्रावर जाण्यासाठी यशस्वीपणे उड्डाण केले, तथापि दोन दिवसांनी यानातील इंधनघट नादुरुस्त झाल्याने तसेच ऑक्सिजन साठ्याला गळती असल्याने चंद्रावर पदार्पण करण्याचे उद्दिष्ट रद्द करण्यात आले. लॉवेल, हेझ व स्विगर्ट या अंतराळावीरांनी अतिशय धैर्याने या नादुरुस्त यानातून प्रवास करून ते सुखरूपपणे पृथ्वीवर परत आले. या प्रवासात त्यांना ऑक्सिजन व वीज यांच्या पुरवठ्यासाठी चांद्रयानाचा उपयोग करावा लागला. अमेरिकेने चंद्रावर काही विशिष्ट ठिकाणी आणखी चार अवकाशयाने उतरविली. चांद्रपृष्ठावर अंतराळवीरांनी अधिकाधिक काळ (जास्तीत जास्त ७२ तास) कार्य करावे अशा प्रकारे हा कार्यक्रम आखण्यात आलेला होता.

अपोलो कार्यक्रम संपल्यानंतर अमेरिकेने एप्रिल १९७३ मध्ये स्कायलॅब नावाची प्रयोगशाळा ४३२ किमी. उंचीवरील कक्षेत सोडण्याची योजना आखलेली आहे. या प्रयोगशाळेचे वजन सुमारे ६८ टन असून तिची लांबी सुमारे २५ मी. आहे. प्रथमतः सॅटर्न-५ रॉकेटने मानवरहित यान सोडण्यात येणार असून त्यात कार्यशाला, अपोलो दूरदर्शक यंत्रणा व या यानाला इतर याने जोडण्यासाठी व्यवस्था यांचा समावेश केलेला आहे. चोवीस तासांनंतर अंतराळवीरांची एक तुकडी अपोलो यानातून सोडण्यात येऊन ते यान प्रयोगशाळेला जोडण्यात येईल. हे अंतराळवीर २८ दिवस प्रयोगशाळेत कार्य करतील. पृथ्वीवर हे अंतराळवीर परत आल्यानंतर सुमारे ६० दिवसांनी अंतराळवीरांची दुसरी तुकडी प्रयोगशाळेत ५६ दिवस कार्य करण्याकरिता पाठविण्यात येईल. दुसरी तुकडी परतल्यानंतर सुमारे ३० दिवसांनी तिसरी तुकडी प्रयोगशाळेत पाठविण्यात येईल व ही तुकडीही ८५ दिवस कार्य करील. स्कायलॅब प्रयोगशाळेतून पृथ्वीवरील उपयुक्त साधनसामग्रीची व वातावरणाची पाहणी करणे, दूरदर्शक व इतर सामग्रीच्या साहाय्याने सूर्याचा अभ्यास करणे, दीर्घकाल वजनरहित अवस्थेमुळे व निद्राकालात निर्माण होणाऱ्‍या अडथळ्यांमुळे अंतराळवीरांवर होणाऱ्या अनिष्ट परिणामांचा अभ्यास करणे इ. विविध समस्यांचा स्कायलॅब योजनेत अंतर्भाव करण्यात आलेला आहे.

अवकाशात उपग्रह वा यान पाठविल्यावर ते पाठविणारे क्षेपणयान व इतर सामग्री अवकाशातच फिरत राहते व तिचा पुन्हा उपयोग करता येत नाही. त्यामुळे पुन्हा पुन्हा उपयोग करता येईल असे क्षेपणयान तयार करण्याची योजना आखण्यात येत आहे. हे पुनःक्षेपणयान तीन प्रकारे उपयोगात आणता येईल. (१) कमी उंचीवरील कक्षेत माणसांची व मालाची वाहतूक करण्यासाठी. या कक्षेत यानातून उपग्रह सोडणे वा ते दुरुस्त करणे किंवा पृथ्वीवर परत नेण्यासाठी परत मिळविणे, अवकाश-स्थानकांची दुरुस्ती करणे, नादुरुस्त यान परत आणणे इ. कामे या पुनःक्षेपणयानाने करता येणे शक्य होईल (२) कक्षेत फिरणाऱ्‍या यानात शास्त्रीय प्रयोग करण्यासाठी, उदा., ज्योतिषीय वेध घेण्यासाठी दूरदर्शकातून निरीक्षण, पृथ्वीची शास्त्रीय, आर्थिक वा लष्करी दृष्टीने टेहळणी आणि (३) दूरावकाशात अन्वेषणयाने सोडण्यासाठी आधारतळ म्हणून या पुनःक्षेपणयानांचा उपयोग करता येईल.

क्षेपणयान : एखादी वस्तू पृथ्वीवरून तिच्या भोवतालच्या कक्षेत किंवा पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणाच्या बाहेरील अवकाशात धाडावयाची असल्यास तिला पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणावर मात करील इतका रेटा देऊन ती आकाशात फेकावी लागते. त्यासाठी क्षेपणयाने वापरली जातात. त्यांचा कार्यक्षेम रेटा व पर्यायाने त्यांचा पल्ला कमी-अधिक असतो. अवकाशयानांची क्षेपणयाने ही लष्करी माऱ्‍यासाठी जी मार्गदर्शित क्षेपणास्त्रे किंवा रॉकेटे वापरतात, त्यांच्याशी बरीच जुळती असतात. पण अवकाश-क्षेपणयानांचा पल्ला व रेटा पुष्कळच अधिक व त्यांची मार्गदर्शी यंत्रणा अधिक कार्यक्षम असते. वायुगतिकीच्या (गतिमान वस्तू वायूमधून जात असताना तिच्यावर होणाऱ्‍या परिणामांसंबंधीच्या शास्त्राच्या) नियमानुसार त्यांची घडण केलेली असते. त्यांच्या उड्डाणाच्या दिशेचे नियंत्रण त्यांच्यातील स्वयंचलित यंत्रणेने किंवा जमिनीवरील नियंत्रक यंत्रणेने रेडिओ-तरंगांच्या साहाय्याने केले जाते. एक वा अधिक टप्प्यांनी त्याच्याकडून रेटा दिला जाईल अशी व्यवस्था असते. अनेक टप्प्यांच्या क्षेपणयानाचा पहिला टप्पा ते यान जमिनीवरून वर उंच उचलले जाण्यासाठी उपयोगी पडतो व त्याचे कार्य संपताच तो मुख्य यानापासून अलग होऊन गळून पडतो. त्याच वेळी पुढील टप्प्याचे रॉकेट पेटून त्याचा रेटा मिळू लागतो व तिसरा व अधिक टप्पे असले, तर त्यांच्या रॉकेटांचे कार्यही अशाच अनुक्रमाने होऊन मुख्य यानास आवश्यक तो वेग मिळत जातो. क्षेपणयानाचा रेटा हा अवकाशात क्षेपित करावयाच्या वस्तूचे (क्षेपणयानासहित) वजन व त्याने गाठावयाच्या लक्ष्याचे अंतिम अंतर यांवर अवलंबून असतो. अपोलो योजनेत वापरलेली सॅटर्न क्षेपणयाने तीन टप्प्यांची आहेत.

अमेरिकेने सुरुवातीस जर्मनीची व्ही—२ रॉकेटे व नंतर अनुक्रमे वॅक कॉर्पोरल, एरोबी, ज्युपिटर—सी, ॲटलास, ॲजेना, टिटन, सॅटर्न, सॅटर्न-१ बी, सॅटर्न—५ ही अधिकाधिक प्रभावी व घन व द्रवपरिचालक (गती देण्यात उपयुक्त असलेल्या) इंधनांवर आधारलेल्या रॉकेटावर चालणारी क्षेषणयाने तयार केली. त्यांपैकी सॅटर्न—५ हे सर्वांत जास्त (सु. ३४ लक्ष

किग्रॅ. इतक्या) रेट्याचे असून त्याच्यासाठी द्रव हायड्रोजन व द्रव ऑक्सिजन ही इंधने वापरली जातात.

दुसऱ्या महायुद्धातील बंदिवान तंत्रज्ञांच्या साहाय्याने जर्मनीच्या जप्त केलेल्या व्ही—२ रॉकेटांत सुधारणा करून रशियानेही अधिकाधिक प्रभावी क्षेपणयाने तयार केली आहेत.

रॉकेट उडविण्यासाठी आतापर्यंत घन व द्रव इंधनांचाच वापर करण्यात आलेला आहे. द्रव ऑक्सिजन किंवा हायड्रोजन ठेवण्याच्या ज्या टाक्या यानात बाळगाव्या लागतात, त्या भक्कम असाव्या लागतात व त्या सुरक्षित आवरणात ठेवाव्या लागतात, त्यांतील इंधनाचे वजन यानाच्या एकूण वजनाच्या मानाने पुष्कळ भरत असल्याने अतिशय दूरच्या पल्ल्यासाठी आवश्यक तेवढ्या प्रमाणात ती नेणे अव्यवहार्य आहे. म्हणून अणुकेंद्रीय शक्तीवर रॉकेटे चालविण्यासंबंधी प्रयोग चालू आहेत. सौर शक्तीचा किंवा विद्युत् शक्तीवर अवलंबून असणारे आयन परिचालन (सारखाच विद्युत् भार असलेल्या सूक्ष्म कणांच्या विसर्जनामुळे निर्माण होणाऱ्या प्रतिक्रियेचा उपयोग करून रॉकेटाला गती देण्याचे तंत्र) किंवा आयनद्रायू (संख्येने जवळजवळ सारख्या असलेल्या धन व मुक्त ऋण विद्युत् भारांनी – धन आयन व इलेक्ट्रॉन यांनी – तयार झालेला वायू) परिचालन यांचाही रॉकेटासाठी उपयोग करण्यासंबंधी सध्या प्रयोग चालू आहेत. प्रकाशाच्या किंवा इतर प्रारणांच्या केंद्रित केलेल्या शलाकांचा उपयोग परिचालनासाठी होऊ शकेल अशीही कल्पना सुचविण्यात आलेली आहे [→रॉकेट].

अवकाशयान : याचा तळभाग क्षेपणयानाच्या वरच्या टोकास जोडलेला असतो. यानात उपकरणे ठेवण्यासाठी व आवश्यक तर माणसे बसविण्यासाठी सोय केलेली असते. पृथ्वीभोवतालच्या कक्षेत फिरण्यासाठी (केप्लर यांच्या नियमांस अनुसरून) आवश्यक तेवढा वेग मिळाल्यावर अवकाशयान फिरत राहण्यास अधिक ऊर्जेची गरज नसते व इंधन जळून गेल्यावर क्षेपणयान अवकाशयानापासून अलग होईल अशी व्यवस्था केलेली असते. विशिष्ट कक्षेत फिरण्यासाठी अवकाशयानाला एक विशिष्ट वेग द्यावा लागतो. [→उपग्रह, कृत्रिम]. ठराविक मर्यादेपेक्षा अधिक वेग मिळाल्यास ते गुरुत्वाकर्षण क्षेत्राच्या बाहेर जाणेही शक्य असते उलट, वेग कमी पडल्यास ते पृथ्वीकडे खेचले जाऊन परत येते. म्हणून अवकाशयान योग्य त्या कक्षेत सोडण्याचे उद्दिष्ट साधण्यासाठी अवकाशयानाचा आकार, वजन व त्याच्या घटकांची रचना व ते क्षेपित करण्यासाठी लागणारा रेटा इत्यादींचे गणित काटेकोरपणे करणे आवश्यक असते. अवकाशात प्रवास करीत असताना यानाच्या दिशेत दुरुस्ती करणे, यान कक्षेत फिरत असताना वेग कमी-अधिक करणे, यानकक्षेतून निघून पृथ्वीकडे परत प्रवासात निघणे, ही कामे निरनिराळ्या लहान-मोठ्या रॉकेटांद्वारे साधली जातात व त्यासाठी आवश्यक तेवढी दुय्यम रॉकेटे यानात योग्य जागी बसविलेली असतात. त्यांचे नियंत्रण पृथ्वीवरून रेडिओ संदेश पाठवून किंवा यानात प्रवासी असल्यास त्यांच्याकडून केले जाते.

अवकाशयान एखाद्या बंद पेटीसारखे असते व त्याच्या आतल्या भागाचे तपमान, दाब, कंपनपातळी इ. गोष्टी इष्ट प्रमाणात राखणे, पृथ्वीवरील नियंत्रण केंद्राशी संदेशवहनाने दळणवळण चालू ठेवणे, इष्ट मार्गाने जाणे व नियंत्रण केंद्राकडून आलेले संदेश कार्यवाहीत आणणे इ. कामे करणारी यंत्रे व उपकरणे अवकाशयानाच्या आत असतात. अवकाशात करावयाच्या प्रयोगास व मापनास आवश्यक असणारी चुंबकीय क्षेत्रमापक, रेडिओ(संदेश)प्रेषक, प्रारण-संवेदक (विविध किरणांचे अस्तित्व व तीव्रता दर्शविणारे उपकरण), तापमापक, छायाचित्रे घेणारे दूरचित्रण कॅमेरे इ. उपकरणेही अवकाशयानात असतात.

अवकाशयानात वापरावयाची यंत्रे व उपकरणे अचूक काम करणारी असावी लागतातच पण शिवाय ती भक्कम व अवकाशातील विशिष्ट परिस्थितीत टिकाऊ असावी लागतात. आकस्मिक कारणाने ती बंद

पडणार नाहीत अशी त्यांची मांडणी व जुळणी असावी लागते व यानातील सर्वच वस्तूंच्या मांडणीचा आराखडा अत्यंत काळजीपूर्वक करावा लागतो. यानाची बांधणी अत्यंत कुशल कारागिरांकडून करून घ्यावी लागते व क्षुल्लक वस्तूंचीसुद्धा कडक तपासणी करून घ्यावी लागते. यानातील घटकांची संख्या जो जो वाढत जाते, तो तो त्यांची मांडणी करून यान बनविण्याचे काम अधिकाधिक किचकट होत जाते व घटकांची विश्वसनीयता जटिलतेच्या प्रमाणात कमी होत जाते.

यानाचे बाह्य कवच भक्कम चिलखतासारखे असावे लागते. क्षेपणाच्या वेळी यानाला मिळणारा प्रवेग व त्यामुळे बसणारे हादरे (कंपने), अवकाशातील अती नीच दाब व उच्च तपमान व एखाद्या उल्केशी आकस्मिक टक्कर होणे इत्यादींमुळे यानाचे बाह्य कवच तडकू नये किंवा त्याला छिद्र पडू नये इतके भक्कम व सूर्यापासून किंवा विश्वातील इतर उगमांपासून येणाऱ्या प्रारणांंपासून संरक्षण करू शकेल असे ते असावे लागते. यानाचे बाह्य कवच, त्यातील उपकरणे व एकूण यानाची रचना इ. गोष्टी पृथ्वीवरच यान बनवीत असताना कसून तपासल्या जातात.

सूर्यापासून किंवा विश्वातील इतर उगमांपासून उत्सर्जित होऊन पृथ्वीवर येणाऱ्या प्रारणांचा परिणाम पृथ्वीच्या वातावरणावर होतो. म्हणून त्या प्रारणांविषयी व अवकाशात प्रवास करण्यासाठी त्याच्या निरनिराळ्या भागांतील परिस्थितीविषयी माहिती असणे आवश्यक असते व ती मुख्यतः उपकरणयुक्त कृत्रिम उपग्रह, अन्वेषकयान व रॉकेट यांचा उपयोग करून मिळविली जाते. त्यांच्यात बसविलेल्या उपकरणांकडून इष्ट ती मापने, त्या मापनांची फले देणारे संदेश व त्या उपकरणांनी छायाचित्रे घेतली असली, तर ती पृथ्वीवरील नियंत्रक केंद्राकडे पाठविली जातात. अशा तऱ्‍हेने आतापर्यंत मिळविलेली माहिती सारतः पुढीलप्रमाणे आहे.

उपग्रह, अन्वेषकयान व रॉकेटांद्वारे मिळालेली माहिती : सूर्याचे दीप्तीमंडल, वर्णमंडल, किरीट इ. भागांतून उत्सर्जित होणारी व निरनिराळ्या लांबींच्या तरंगांची प्रारणे व विशेषतः २,९०० A°(१ A°=१०-८सेंमी.) पेक्षा कमी लांबीच्या तरंगांची प्रारणे यांचे सौर वेधशाळांच्या साहाय्याने अध्ययन करण्यात आले आहे. या प्रारणांची तीव्रता व ऊर्जा, सूर्यापासून उत्सर्जित होणारे प्रोटॉन, आल्फा कण आणि अधिक भारी अणूंची धनभारित केंद्रे व सौर वात (म्हणजे कमी ऊर्जेच्या विद्युत् भारित कणांचा सूर्यापासून बाहेर पडणारा अखंड स्रोत) यांच्यावर सूर्यावरील डाग, उद्रेक व इतर घटना यांचे जे परिणाम होतात. त्यांचे मापन करण्याचे कार्य चालू आहे. अशा अध्ययनापासून मिळणाऱ्या माहितीचा उपयोग पृथ्वीवरून अवकाशात सोडलेल्या यानावर किती सौर प्रारण पडेल व किती कण पडतील याचा अंदाज करण्यासाठी होतो. त्याशिवाय वरील प्रारणांपैकी जंबुपार (दृश्य वर्णपटातील जांभळ्या रंगाच्या पलीकडील) व क्ष-किरण यांच्या अध्ययनाने त्यांच्या पृथ्वीच्या वातावरणावर होणाऱ्या परिणामांचेही मापन करता येते.

निरनिराळ्या ग्रहांच्या मधील अवकाशात असणारा सौर वात, तेथील चुंबकीय क्षेत्र, सूर्यात किंवा दीर्घिकांत उगम पावून त्या भागात आलेले विश्वकिरण यांविषयी व त्यांच्या परस्परांवर होणाऱ्या परिणामांविषयी व त्या भागात असलेल्या सूक्ष्म उल्कांविषयीही अध्ययन करण्यात येत आहे. या अध्ययनातून मिळणाऱ्या माहितीवरून आंतरग्रहीय अवकाशातील परिस्थिती कळणे शक्य झाले आहे. अशा अध्ययनासाठी व्हॅनगार्ड—३, एक्स्प्‍लोअरर—७, पायोनियर—५, स्पुटनिक—८, पेगॅसस—३ इ. कृत्रिम उपग्रह पाठविण्यात आलेले आहेत. कृत्रिम उपग्रह किंवा अन्वेषक यान वापरून पृथ्वीचा आकार, पृथ्वी व सूर्यकुलातील ग्रह यांच्यामधील अंतरे व सूर्यकुलाचे आकारमान अचूक मोजण्याचे कामही करण्यात येत आहे.

चंद्रावर आदळलेल्या ल्यूना—२ (१९५९) या अन्वेषकाने चंद्राच्या पृष्ठावरील चुंबकीय क्षेत्राच्या तीव्रतेचे मापन केले व नंतर ल्यूना—३  (१९५९) व झोंड—३ (१९६५) या अन्वेषकांनी पृथ्वीवरून न दिसणाऱ्या चंद्राच्या पृष्ठाची छायाचित्रे घेतली.

अमेरिकेच्या रेंजर व सर्व्हेयर या मालिकांतील अन्वेषकांद्वारे चंद्राची १९६८ पूर्वीच पंधरा हजारांहून अधिक छायाचित्रे मिळविली गेली होती. या दोन्ही राष्ट्रांनी अन्वेषक यानांच्या साहाय्याने (ल्यूना–९–फेब्रु. १९६६, सर्व्हेयर–१ जुलै १९६६) चंद्राच्या पृष्ठावर विविध उपकरणे उतरवून चंद्राचे पृष्ठ पुरेसे टणक असल्याची चाचणीही केली होती.

अमेरिकेने पाठविलेल्या मरिनर–२ (१९६२), मरिनर–५ (१९६९) व रशियाने पाठविलेल्या व्हेनेरा–२ (१९६५) या शुक्राजवळून गेलेल्या अन्वेषकांमुळे शुक्राच्या वातावरणाचे व पृष्ठाचे तपमान, त्याचे चुंबकीय क्षेत्र व घनता यांचे मापन करता आले. रशियाचे व्हेनेरा–३ (१९६५) शुक्रावर आदळून नष्ट झाले, पण त्याचे व्हीनस–४ (ऑक्टो. ‘६८), व्हीनस–५ (मे. ६९), व्हीनस–६ व व्हीनस–७ (डिसें.’७०) ही अन्वेषके शुक्राच्या पृष्ठावर अलगद उतरविता आली व त्यांच्या द्वारे तेथील वातावरणाचे तपमान, रासायनिक संघटन, ढगांच्या आवरणाची जाडी यांविषयी माहिती मिळाली [→शुक्र]. अमेरिकेच्या मरिनर–४ (नोव्हें. ’६४), –६ व –७ (ऑगस्ट ’६९) या मंगळाजवळून गेलेल्या अन्वेषकांच्या साहाय्याने मंगळाच्या पृष्ठाची वातावरणाच्या रासायनिक संघटनेविषयी, चुंबकीय क्षेत्राविषयी माहिती व मरिनर–७ कडून मंगळाच्या दक्षिण ध्रुवाभोवतालच्या प्रदेशाची उत्कृष्ट छायाचित्रे मिळालेली आहेत. मरिनर–९ या यानाने मंगळाच्या सुमारे ७० टक्के भागाची छायाचित्रे पाठविली आहेत [→ मंगळ].

सूर्यापासून किंवा अन्य ताऱ्‍यांपासून उत्सर्जित होऊन पृथ्वीवर येणाऱ्या किरणांचे वातावरणात शोषण व दृश्य प्रकाशाचे प्रकीर्णन (विखुरणे) होत असल्यामुळे पृथ्वीवरील मोठ्या व कार्यक्षम दूरदर्शकांनी वेध घेतले तरीही अचूक वेध मिळू शकत नाहीत. उपकरणयुक्त अशी रॉकेटे आकाशात पाठवून ताऱ्‍यांचे जंबुपार वर्णपटसुद्धा घेणे त्या मानाने सहज शक्य झाले. एक्स्प्‍लोअरर–७ सारख्या उपग्रहाद्वारे अवकाशातील उच्च ऊर्जेच्या गॅमा किरणांच्या (अतिशय लहान तरंगलांबी असलेल्या किरणांच्या) स्रोतांचे मापन करण्यात आलेले आहे. याशिवाय अवकाशातील क्ष-किरण निरनिराळ्या उगमस्थानांतून आलेले असतात, हेही उपकरणयुक्त रॉकेटांच्या साहाय्याने कळून आलेले आहे. वरील माहितीची उपयोग ताऱ्यांमध्ये घडून येणाऱ्‍या प्रक्रिया कळण्यासाठी होईल. वातावरणामुळे द‌ृश्य प्रकाशाचे प्रकीर्णन होऊन निरीक्षणात अडथळा येतो व वातावरणाच्या पलीकडील भागातून निरीक्षणे केली असता पृथ्वीवरून अस्पष्ट दिसणाऱ्‍या किंवा न दिसणाऱ्‍या कित्येक गोष्टी दिसू शकतात, म्हणून चंद्रावर वेधशाळा बांधण्याच्या योजनाही तयार करण्यात आल्या आहेत. अवकाशात प्रकाशाचे प्रकीर्णन होत नसल्यामुळे सूर्य, तारे, ग्रह इ. प्रकाश-उद्गम सोडल्यास इतरत्र काळोख आढळतो.

पृथ्वीपासून ४० किमी. पेक्षा उंच भागात फुगे व २०० किमी. पेक्षा कमी उंचीच्या भागात कृत्रिम उपग्रह पाठविता येत नाहीत. म्हणून पृथ्वीपासून ३० ते २०० किमी. उंचीवरील भागाचे संघटन, तपमान, दाब, घनता इत्यादींवर उंची, दिवसाचा काळ, ऋतू व सौर चक्र यांच्या होणाऱ्या परिणामांचे अध्ययन करण्यासाठी मुख्यतः रॉकेटचा उपयोग केला जातो.

पृथ्वीपासून ६० ते २०० किमी. उंचीवर पसरलेले आयनांबर नीच कंप्रतेचे (दर सेकंदाला होणारी तरंगसंख्या) रेडिओ तरंग परावर्तित करते म्हणून त्याचा प्रथमतः अभ्यास करण्यात आला. इलेक्ट्रॉनांच्या घनतेनुसार आयनांबराचे D, E, F1 व F2 असे विभाग पाडण्यात आलेले असून निरनिराळ्या कंप्रतेच्या रेडिओ तरंगांच्या परावर्तनांच्या साहाय्याने त्यांचा अभ्यास करण्यात आलेला आहे. आयनांबराच्या निरनिराळ्या भागांतील इलेक्ट्रॉनघनता व त्यांच्यातील प्रक्रियांवर सूर्यापासून व विश्वातील इतर उद्गमांपासून उत्सर्जित होणाऱ्या प्रारणांच्या आणि ऊर्जा कणांच्या परिणामांचे उपकरणयुक्त रॉकेटांच्या व स्पुटनिक, ॲल्युट इ. उपग्रहांच्या द्वारे अन्वेषण चालू आहे.

पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्राच्या प्रभावाचा परिणाम होणाऱ्‍या अवकाशाच्या भागाला ‘चुंबकांवर’म्हणतात. चुंबकांबर पृथ्वीपासून ४०० किमी. अंतरावर सुरू होते व ते पृथ्वीच्या सूर्यप्रकाशित बाजूला ६४,००० किमी. आणि अप्रकाशित बाजूला २,५६,००० किमी. अंतरापर्यंत पसरलेले असते. चुंबकांबराच्या सीमा निश्चित असल्या तरी त्याच्या अवकाशातील स्थानात सौर प्रक्रियेमुळे तसेच पृथ्वी व सूर्य यांना जोडणाऱ्‍या रेषेच्या चुंबकांबराच्या अक्षाशी होणाऱ्या कोनामुळेही बदल होतात. चुंबकांबरात विद्युत् भारित कण शिरल्यावर त्या कणांच्या मार्गात होणारा बदल समजण्यासाठी, चुंबकीय क्षेत्राचे मापन करण्यासाठी व सौर उद्रेकांचा चुंबकीय क्षेत्रावर होणारा परिणाम अजमावण्यासाठी व्हॅनगार्ड–२, पायोनियर–५ इ. उपग्रहांचा उपयोग करण्यात आला.

अवकाश-जीवविज्ञान : पृथ्वीवरील जीवांची वाढ व विकास पृथ्वीवरील (गुरुत्वाकर्षण, पाणी, वातावरण, उष्णतामान, सूर्यप्रकाश इ.) विशिष्ट परिस्थितीत झालेला असून त्या परिस्थितीहून अगदी भिन्न परिस्थितीत ते जगू शकणार नाहीत. मानवास अवकाशात प्रवास करावयाचा तर तेथील परिस्थितीचे त्याच्यावर कोणते परिणाम होतील हे प्रथम माहीत असले पाहिजे व त्या हेतूने प्रयोग करण्यात आलेले आहेत. पृथ्वीवर अनुभवास येणाऱ्‍या गुरुत्वाकर्षणापेक्षा अवकाशातील गुरुत्वाकर्षण अगदी भिन्न (कमी वा अधिक) असल्यामुळे त्याचे जीवांवर कोणते परिणाम होतात हे पाहण्यासाठी स्पुटनिक–९, डिस्कव्हरर–१८, कॉसमॉस–११ इ. कृत्रिम उपग्रहांतून सूक्ष्मजंतूपासून माकडापर्यंत निरनिराळ्या प्रकारचे प्राणी अवकाशात पाठविण्यात आले होते व त्यांच्यापैकी काही यशस्वी रीतीने पृथ्वीवर परत उतरविण्यात येऊन त्यांच्यावर झालेल्या परिणामांचे विस्तारपूर्वक अध्ययन करण्यात आले. अशा प्रयोगांच्या साहाय्याने वनस्पतींचे व प्राण्यांचे आकारविज्ञान, कोशिकांची पोषणक्रिया व प्रथिनांच्या व न्यूक्लिइक अम्‍लांच्या संश्लेषणाच्या क्रिया यांच्यावर गुरुत्वाकर्षणात होणाऱ्या फेरबदलांचा परिणाम वजनरहित अवस्थेचे प्राण्यांच्या दिशांचे ज्ञान होण्याच्या क्षमतेवर तसेच रक्ताचे व लसीकांचे (रक्तातील घन पदार्थ काढून टाकल्यावर उरणारा द्रवरूप पदार्थ, →लसीका तंत्र) प्रवाह यांवर होणारे परिणाम यांचा अभ्यास करण्यात येतो. आयनीकारक (आयनांमध्ये रूपांतर करणारे,→आयन) प्रारण व अवकाशातील इतर घटक यांच्या परस्परांवरील प्रक्रियांचा जीववैज्ञानिक प्रक्रियांवर होणारा परिणाम व पृथ्वीच्या परिभ्रमणातून मुक्त झाल्यामुळे जीवांच्या शरीरातील दैनंदिन क्रियांवर होणारे परिणाम इत्यादींचे अध्ययन करणे या गोष्टीही अवकाशजीवविज्ञानाच्या क्षेत्रात येतात.

अवकाशातील परिस्थिती प्रतिकूल असतानाही तिच्यापासून रक्षण होईल असा पोषाख शोघून काढणे, आवश्यक तेवढ्या अन्नपाण्याचा व ऑक्सिजनचा पुरवठा व मलमूत्रादी पदार्थांचा निचरा करण्याची व अवकाशात प्रवास करीत असताना शरीरास शक्य तितके स्वास्थ्य मिळेल अशी पोषाखाची व यानाची व्यवस्था करणे इत्यादींसंबंधी अन्वेषण करणे याचाही समावेश अवकाश-जीवविज्ञानात होतो.

बहिर्जीवविज्ञान : पृथ्वीखेरीज विश्वातील इतर एखाद्या किंवा अनेक ग्रहांवर जीवसृष्टी आहे का, हे जाणून घेण्याची इच्छा मानवाला प्राचीन कालापासूनच आहे. पृथ्वीवरील जीवसृष्टी कार्बनी संयुगांच्या संश्लेषणावर अवलंबून आहे. विश्वातील इतर कित्येक ग्रहांवर कार्बनी संयुगे असण्याचा व त्यांचे संश्लेषण होऊन जीवसृष्टी निर्माण झालेली असण्याचा अतिशय दाट संभव आहे एवढेच नव्हे, तर विश्वातील इतर एखाद्या किंवा अनेक ग्रहांवर (पृथ्वीवरील) मानवसदृश ज्ञान असलेले, संस्कारक्षम व परस्परांशी संदेशवहनाने दळणवळण करू शकतील इतके प्रगत प्राणी असण्याचा दाट संभव आहे.

कार्बनाखेरीज इतर एखाद्या रासायनिक मूलद्रव्यावर आधारलेली जीवसृष्टीही अस्तित्वात असण्याचा संभव आहे. इतर एखाद्या आकाशस्थ गोलावरील जीवांच्या अस्तित्वाचा शोध लागला, तर जीवसृष्टीची उत्पत्ती व क्रमविकास व एकूण विश्वाची उत्पत्ती व विकास यांविषयीचे प्रश्न सोडविण्यास मदत होईल व आपल्या आजच्या त्यांसंबंधीच्या कल्पनांत कदाचित क्रांतिकारक बदलही होतील.

पृथ्वीबाहेरील जीवसृष्टीचा शोध लावण्याच्या हेतूने मंगळ व शुक्र या सूर्यमालेतील ग्रहांचे पृथ्वीवरूनच प्राथमिक व अन्वेषक यानांच्या साहाय्यानेही अध्ययन झालेले आहे. त्यावरून मंगळावर जीवसृष्टी असणे अशक्य नाही व शुक्रावर ती असण्याचा फारसा संभव नाही असे दिसून आलेले आहे. पण याविषयी अधिक अन्वेषण चालू आहे.

पृथ्वीपासून १५ प्रकाशवर्षांच्या त्रिज्येत आपल्या सूर्यासारखे व ज्यांच्या भोवती आपल्या सूर्याभोवती फिरणाऱ्या ग्रहांसारखे ग्रह असण्याची शक्यता आहे असे सात तारे आढळलेले आहेत. त्यांच्या ग्रहमालांपैकी एखाद्या किंवा अधिक ग्रहांवर पृथ्वीवरील माणसांसारखी माणसे असली व त्यांच्याशी दळणवळण साधता आले, तर त्यांच्यापासून मिळालेल्या माहितीचे पृथ्वीवरील मानवी समाजावर व इतर अनेक गोष्टींवर कोणते परिणाम होतील यासंबंधीही अनेक मते मांडण्यात येत आहेत.

अवकाशातील निरनिराळ्या दिशांत उगम पावलेले सूर्यकुलातील किंवा सूर्यकुलाबाहेरील उगमांकडून येत असलेले रेडिओ-संदेश पृथ्वीवर आलेले आढळतात व त्यांपैकी काही संदेश तरी एखाद्या ग्रहावरील, पृथ्वीवरील मनुष्यासारख्या प्राण्याकडून धाडले जात असणे असंभवनीय नाही. अशा संदेशांचा अर्थ लावण्याच्या व ते बुद्धिमान प्राण्याकडून धाडले जात असले, तर त्यांच्याशी संदेशवहनाने संपर्क साधण्याच्या हेतूने रशियात व अमेरिकेत बरेच प्रयत्‍न चालू आहेत.

मानवासहित यानांचे अवकाशातील उड्डाण : यानातून अवकाशात उड्डाण करणाऱ्या प्रवाशास कोणत्या गोष्टींपासून धोका होण्याचा संभव असतो, याचा काळजीपूर्वक विचार करावा लागतो. प्रत्यक्ष अवकाशातील उड्डाण वजनरहित अवस्थेत होत असते व त्या वजनरहित परिस्थितीत मनुष्याला नेहमी इतक्या कार्यक्षमतेने कामे करता येतील की नाही, व दीर्घ काल वजनरहित अवस्थेत राहिल्यास शरीरातील ⇨चयापचय व नियंत्रक प्रक्रिया यांच्यावर व स्‍नायूंच्या आकारमानावर व ताकदीवर कोणते हानिकारक परिणाम होतील, हा एक प्रश्नच होता. जमिनीवरील प्रयोगशाळांत वजनरहित अवस्था दीर्घकाल निर्माण करता येणे शक्य नसल्यामुळे प्रत्यक्ष उड्डाण करूनच हा प्रश्न सोडवावा लागला. अनेक उड्डाणांवरून असा अनुभव आलेला आहे की अल्पकाल, थोडे दिवस तरी, वजनरहित अवस्थेत मनुष्याला नेहमीच्या कार्यक्षमतेने काम करणे शक्य आहे.

अवकाशातील तीव्र व घातक प्रारणांपासून शरीराचे संरक्षण करण्यासाठी अवकाशयान व पोशाख ही त्या प्रारणांना शक्य तितकी अभेद्य करावी लागतात. काही विशिष्ट मात्रेपेक्षा अधिक प्रारणाचे शरीरात शोषण झाल्यास प्रारणविकाराची लक्षणे दिसू लागतात. पण औषधोपचाराने ते विकार बरे करता येणे शक्य आहे अशी कल्पना आहे. चंद्रावर जाऊन पृथ्वीवर परत येईपर्यंत झालेल्या प्रारणाच्या शोषणाचे अपोलो योजनेतील प्रवाशांवर अनिष्ट परिणाम झालेले नाहीत असा अनुभव आहे.

अवकाशातील तीव्र (द‌ृश्य) प्रकाशामुळे अवकाश प्रवाशाला तात्पुरते अंधत्व येण्याचा किंवा त्याच्या द‌ृष्टिपटलाला कायमची इजा होण्याचा संभव असतो. हे टाळण्यासाठी अवकाशयानाच्या खिडक्यांसाठी व प्रवाशाच्या शिरस्त्राणाच्या डोळ्यांसमोरच्या भागासाठी विशिष्ट प्रकारच्या प्रकाशशोषक काचा वापरल्या जातात. जंबुपार किरणांपासून शरीराचे रक्षण होईल असा अवकाश पोशाख बनविता येतो. परंतु अवकाश पोशाख व यान बनविण्यासाठी वापरण्यात आलेल्या सामग्रीवर जंबुपार प्रारणांचा काही परिणाम होतो की काय हे पाहण्यासाठी, अधिक अन्वेषण चालू आहे.

अवकाशातील तपमानाचे बदल आत्यंतिक (उदा., चंद्रावर -१५०° से. ते १८०° से.) व मनुष्याच्या सहनशक्तीच्या फार पलीकडे असल्यामुळे अवकाशयानाच्या बाहेर काम करीत असताना निरोधक पदार्थांचा व वायुदाबयुक्त असा पोशाख वापरणे आवश्यक असते. या पोशाखाचे बाह्यपृष्ठ परावर्तनशील असते व त्याच्या आतल्या भागात नियंत्रित तपमानाची व दाबाची हवा खेळत राहील अशी व्यवस्था केलेली असते.

आंतरग्रहीय अवकाशात अत्यल्प (पाऱ्‍याच्या १०—१४ मिमी. इतका) दाब असतो.  अशा अत्यल्प दाबाच्या म्हणजे जवळजवळ निर्वात परिस्थितीत केवळ १५ सेकंद राहिल्यास मानवाच्या शरीरातील सर्व द्रव उकळून त्यांची वाफ होऊन व शरीरातील सर्व वायू बाहेर पडू लागून रक्तवाहिन्या फुगतील व ऑक्सिजन अतिशय कमी पडून मृत्यू ओढवेल. म्हणून अवकाशयानात किंवा प्रवाशाच्या पोशाखात ऑक्सिजनाच्या विशिष्ट दाबाची परिस्थिती टिकून राहील अशी व्यवस्था केलेली असते. [अ‍मेरिकेच्या अवकाशयानात १००%ऑक्सिजनाचा दाब सामान्यतः ०·३५ किग्रॅ./सेंमी.२ इतका व आणीबाणीच्या वेळीही ०·२५ इतका व प्रवाशाच्या पोशाखाच्या अंतर्भागातही तितकाच ठेवलेला असतो. रशियाच्या अवकाशयानातील व पोशाखातील वायूचे संघटन व दाब ही समुद्रसपाटीवरील हवेसारखीच असतात (८०% नायट्रोजन, २०%ऑक्सिजन, दाब १ किग्रॅ./सेंमी.२)].

अवकाशातील प्रवासात पृथ्वीवरील नेहमीची दृश्ये व सामाजिक व्यवहार किंवा ध्वनी, कंपने किंवा वास ही असत नाहीत. शेजारी एखादा प्रवासी असला, तरी त्या दोघांना एकमेकांचे बोलणे सरळसरळ ऐकू येत नाही. रेडिओद्वारा बोलणे-ऐकणे करावे लागते. अशा एकलकोंड्या परिस्थितीचा अनिष्ट परिणाम मनुष्याच्या मानसिक स्थितीवर होतो, असे आढळून आले आहे. परंतु अवकाशातील प्रवासात व इतर कार्यक्रमांत अनेक मनुष्यांचा समावेश करणे, रेडिओद्वारा त्यांना पृथ्वीवरील संदेश व करमणुकीचे कार्यक्रम ऐकवून त्यांना चांगल्या मानसिक स्थितीत ठेवणे व कामाचा व विश्रांतीचा क्रम काळजीपूर्वक आखून व तो ठरल्या क्रमानुसार अमलात आणून प्रवाशांचे मानसिक अस्वास्थ्य टाळता येते व त्यांची निर्णयक्षमता टिकून राहण्यास मदत होते.

द‌ृश्य क्षेत्र अगदी रिकामे असताना (उदा., भर दिवसाउजेडी आकाश निरभ्र असताना) दृष्टीची नाभी अनंताशी असण्यासाठी डोळ्याचे जे संयोजन व्हावे लागते त्याला पुरेल इतक्या प्रमाणात नेत्राचे स्‍नायू सैल सुटू शकत नाहीत व त्यामुळे तात्कालिक ऱ्हस्व द‌ृष्टिदोष निर्माण होतो, असा वैमानिकांचा अनुभव आहे. पण अवकाश प्रवाशांच्या बाबतीत असा दोष उद्भवतो की काय हे माहीत नाही. अवकाश अगदी रिकामे नसून तारे, ग्रह किंवा चंद्र यांसारख्या वस्तू दिसत असल्यामुळे असा दोष कदाचित उद्भवत नसावा.

अवकाश-उड्डाणाच्या निरनिराळ्या अवस्थांत वजनरहित अवस्थेपासून तो पृथ्वीच्या गुरुत्वीय प्रवेगाच्या ८ ते १० पट व प्रवेगजन्य किंवा ऋणप्रवेगजन्य अशा अगदी भिन्न प्रेरणा निर्माण होत असतात. त्यांचे मनुष्याच्या शरीरावर, कार्यक्षमतेवर व निर्णयक्षमतेवर कोणते परिणाम होतात याची माहिती असणे आवश्यक असते. जमिनीवरील प्रयोगशाळांतील प्रयोगांवरून व प्रत्यक्ष उड्डाणाच्या वेळी यानातील प्रवाशास येणाऱ्‍या अनुभवांवरून ती मिळविली जाते. यानातील प्रवाशांच्या बैठका अर्धवट कललेल्या असल्या व त्यांना पुरेसे टेकू दिलेले असले म्हणजे बैठकीतील प्रवाशाला उड्डाणातील प्रवेगावस्था सहन करणे सोपे जाते व यानातील उपकरणांचे नियंत्रण करण्यास आवश्यक ती आपल्या हातांची व बोटांची हालचाल त्याला करता येते, असे अनुभवांती दिसून आले आहे.

त्यामुळे अंतराळवीरांच्या आकारमानानुसार वरील स्वरूपाच्या बैठकी तयार करतात.

वर उल्लेख केलेल्या धोक्यांपासून जे सुरक्षित राहील, ज्याच्यात प्रवासाचे उद्दिष्ट साधण्यासाठी आवश्यक ती उपकरणे व साधनसामग्री मावू शकेल व ज्याच्यात प्रवाशांचे स्वास्थ्य टिकून राहण्यासाठी व त्यांना त्यांची कामे व्यवस्थित करता येण्यासाठी आवश्यक त्या सोयी करता येतील, असे अवकाशयान असावे लागते. चंद्रावर १ किग्रॅ. भाराची वस्तू नेऊन ती परत आणावयाची असेल, तर क्षेपणयान कमीत कमी ७५० किग्रॅ.चे असावे लागते. वर उल्लेख केल्यासारखे गुण व सोयी ज्याच्यात असतील व कार्यक्षमता व उपयुक्तता यत्किंचितही कमी होणार नाही पण जे वजनात शक्य तितके कमी भरेल असे यान बनवावयाचे असते म्हणून त्याचा अभिकल्प(आराखडा) अतिशय काळजीपूर्वक हिशोब करून करावा लागतो.

प्रवाशांना पुरेसे अन्न, पाणी व ऑक्सिजन पुरविणे व उच्छ्‍वासाबरोबर बाहेर पडणारा कार्बन डाय-ऑक्साइड, शरीरातून उत्सर्जित होणारी उष्णता व मलमूत्रादींची विल्हेवाट लावणे, यानाच्या कोठडीतील व प्रवाशांच्या अवकाश पोशाखाच्या आतल्या भागात दाब व तपमान इष्ट तेवढे राखणे, कोठडीतील हवेतील आर्द्रता व तिचे संघटन आवश्यक त्या मर्यादेत राखणे, कोठडीतील आवाजाच्या पातळीचे नियंत्रण करणे, उड्डाणातील प्रवेग सहन करता यावेत यासाठी खास बैठकीची योग्य ती मांडणी करणे इ. गोष्टी करता येतील अशा सोयी यानात असाव्या लागतात. मनुष्याचे मलमूत्र किंवा त्याच्यापासून निर्माण झालेला कार्बन डाय-ऑक्साइड, तसेच यंत्रांद्वारा निर्माण झालेले निरुपयोगी पदार्थ यांच्यावर संस्कार करून पाणी, अन्न किंवा ऑक्सिजन यांसारखे उपयुक्त पदार्थ बनविण्यासंबंधी प्रयोग चालू आहेत. ते यशस्वी झाले तर अन्न, पाणी, ऑक्सिजन इ. अत्यावश्यक पदार्थांचा पुरवठा करणे अधिक सोपे होईल.

यानाच्या कोठडीतील हवा सुस्थितीत ठेवणारी, संदेशवहन व मापने करणारी, यानाची अवकाशातील इष्ट ती अनुस्थिती (निरनिराळ्या दिशांना होणारी हालचाल) राखणारी, उड्डाणाच्या मार्गाचे व त्याच्या वेगाचे नियंत्रण करणारी, अशी अनेक प्रकारची विजेवर चालणारी यंत्रे व उपकरणे यानात असतात व त्यांना लागणारी वीज पुरविणारी साधने यानातच असतात. यानातील उपकरणे व त्यांना जोडणारी विद्युत् मंडले खात्रीलायक असावी लागतात. त्या मंडलांचे एकाहून अधिक (उदा., अपोलो यानात तीन) संच बसविलेले असतात. हेतू हा की, काही आकस्मिक अपघाताने एखादे मंडल बंद पडले तर दुसऱ्या किंवा इतर संचाकडून काम चालू ठेविले जावे. जमिनीवरील प्रयोगांत व अवकाशातील प्रवासात यानाच्या घटकांत जे दोष आढळून येतात त्यांचे काळजीपूर्वक अध्ययन केले जाते व त्यापासून मिळणाऱ्या माहितीचा उपयोग घटकांतील दोष टाळण्यासाठी व अधिक विश्वसनीय घटक तयार करण्यासाठी होतो. मनुष्यरहित यानापेक्षा मनुष्यसहित यानातील मनुष्याने केलेल्या अध्ययनाने अधिक विश्वसनीय माहिती मिळू शकते. मनुष्यसहित याने अवकाशात पाठविण्याचे हे एक कारण आहे.

यान पृथ्वीकडे परत येत असताना किती वेगाने वातावरणात शिरेल या गोष्टीवर यानाचा बाह्य आकार व यानाचे बाह्य कवच बनविण्यासाठी वापरलेली सामग्री ही अवलंबून असतात. यान वातावरणातून जात असताना वातावरण व यानाचा पृष्ठभाग यांच्या घर्षणाने उष्णता निर्माण होते व यानाचा वेग प्रचंड असला तर तिचे मानही प्रचंड असते. या उष्णतेचे निराकरण न झाल्यास सर्व यानाचे उल्केप्रमाणे भस्म होण्याचा संभव असतो. त्या उष्णतेचे निराकरण तिला यानाच्या पृष्ठावरून प्रारित करून (बाहेर टाकून देऊन) किंवा यानाच्या पृष्ठाच्या काही भागाचे बाष्पीभवन किंवा उत्कलन होऊ देऊन केले जाते. अमेरिकेच्या मर्क्युरी, जेमिनी व अपोलो या गटांतल्या यानांच्या तोंडावर बोथट आकाराचे चिलखत बसविलेले असते व त्याच्या पृष्ठावर तीव्र उष्णतारोधी अशा विशिष्ट द्रव्यांचा लेप दिलेला असतो. यानाचे अग्र बोथट आकाराचे असल्यामुळे यानाच्या परतीच्या प्रवासात वातावरणात शिरताना एक तीव्र आघात तरंग निर्माण होतो व त्यामुळे यानाची गतिज ऊर्जा कमी होते. त्यामुळे एकूण ऊर्जेपैकी थोड्याशाच अंशाचे उष्णतेत रूपांतर होऊन ती यानाच्या पृष्ठापर्यंत पोचते. त्याचप्रमाणे प्रत्यक्ष अवकाशात प्रवास करताना सूर्यप्रकाशामुळे अवकाशयानाची एकच बाजू सतत तापू नये याकरिता अवकाशयान नियमित कालावधीत स्वतःभोवती फिरत राहील अशी व्यवस्था करण्यात येते.

प्रवास अल्प मुदतीचा असल्यास विजेच्या उत्पादनासाठी साधे विद्युत् घट चालतात. परंतु दीर्घ मुदतीच्या प्रवासासाठी सौर घट किंवा हायड्रोजन-ऑक्सिजन इंधन घट वापरणे श्रेयस्कर असते. हे घट वजनाने हलके असून त्यांची विद्युत् उत्पादनशक्ती अधिक असते. इंधन घटांमुळे दुय्यम पदार्थ म्हणून पिण्यायोग्य पाणीही तयार होते [→इंधन विद्युत् घट].

यानाच्या अनुस्थितीचे मापन व तिच्यातील बदल निश्चित करण्यासाठी स्वयंचालकाचा उपयोग करतात. यानाची अनुस्थिती स्थिर राखण्यासाठी छोटी रॉकेटे योग्य दिशेने उडविण्यात येतात. परतीच्या फेरीत वातावरणात योग्य दिशेने प्रवेश करण्यासाठी किंवा दोन याने (उदा., चांद्रयान व मुख्य यान) एकमेकांना जोडण्यासाठी किंवा भ्रमणमार्गात दुरुस्ती करण्यासाठी अनुस्थिती नियंत्रण अत्यंत महत्त्वाचे असते.

यानाचे अवकाशातील स्थान व वेग मोजण्यासाठी, यान इच्छित क्षेपपथावर (मार्गावर) ठेवण्यासाठी, भ्रमणमार्गात दुरुस्त्या करताना किंवा यानाच्या आवश्यक त्या हालचाली करताना वेगात व दिशेत जे बदल होतात ते मोजण्यासाठी यानातील मार्गदर्शक संहती (यंत्रणा) वापरण्यात येते. या संहतीत प्रत्यक्ष दुरुस्त्यांचे मार्गदर्शन करणारा एक संगणकही (गणकयंत्र) असतो. यानाच्या संदेशवहन यंत्रणेत ध्वनी व दूरमापी रेडिओ ग्राहक व प्रेषक तसेच रडार ही उपकरणे वापरली जातात.

अवकाशस्थानक : अवकाशयानांना प्रवासात आवश्यक असणाऱ्या इंधनाचा, उपकरणांचा, सुट्या भागांचा किंवा इतर सामग्रीचा साठा असलेला व साठ्यातील वस्तू अवकाशयानांना पुरविण्याची सोय ज्याच्यात आहे असा कृत्रिम उपग्रह म्हणजे अवकाशस्थानक होय. असा उपग्रह निर्माण करता आला तर अवकाशात प्रवास करणाऱ्या यानांचे कार्य सुकर होईल. अशा स्थानकांच्या अनेक योजना सुचविण्यात आलेल्या आहेत. उदा., आवश्यक तेवढा मोठा उपग्रह अवकाशात, पृथ्वीच्या कक्षेत धाडावयाचा किंवा त्याचे भाग कक्षेत पाठवून मागाहून ते एकमेकांस जोडावयाचे. नंतर आवश्यक ती सामग्री तशीच पाठवून तिचा साठा करावयाचा. अवकाशयान आपल्या लक्ष्याकडे मार्गस्थ होण्यापूर्वी प्रथम त्या स्थानकाशी जोडता येईल व जोडल्यानंतर त्याला इष्ट त्या वस्तूंचा पुरवठा करता येईल. असा पुरवठा करण्यासाठी काही कर्मचारी स्थानकात ठेवावे लागतील व त्यांच्या राहण्याची सोयही स्थानकात करावी लागेल. अशी स्थानके प्रत्यक्ष निर्माण करण्यात आलेली नाहीत, पण अतिदूर प्रवास करणाऱ्‍या यानांसाठी ती आवश्यक ठरतील असे काहींचे मत आहे. अवकाशस्थानक निर्माण करण्यास प्रचंड खर्च लागेल व युद्धाच्या कालात शत्रूला त्याचा सहज नाश करता येईल व खर्चाच्या मानाने त्यांचा उपयोग अत्यल्प ठरेल म्हणून ती व्यवहार्य नाहीत असे इतरांचे मत आहे. स्थानकांकडून अवकाशयानांना अधिक इंधनाचा पुरवठा करण्याची सोय होईल हे खरे पण अधिक कार्यक्षम (परिचालक) इंधनांचा शोध लागणे शक्य आहे व ती वापरून इंधनाच्या पुरेशा पुरवठ्याची अडचण दूर होईल. एप्रिल १९७१ मध्ये सॅल्यूत–१ हे अवकाशस्थानक रशियाने व मे १९७३ मध्ये अमेरिकेने स्कायलॅब नावाची प्रयोगशाळा अवकाशात सोडली. या स्थानकांना पृथ्वीवरून पाठविलेली अवकाशयाने जोडून प्रत्येक वेळी तीन अंतराळवीर पाठविण्यात आले व त्यांनी या स्थानकांतून विविध प्रकारचे प्रयोग करण्याची व वेध घेण्याची कामगिरी केली. तसेच अवकाशस्थानकाच्या बाहेर येऊन उपकरणांच्या काही दुरुस्त्याही केल्या.

अवकाशविज्ञानाचे व्यावहारिक उपयोग : १९६० नंतरच्या दहा वर्षांत कृत्रिम उपग्रहांचा विकास फार मोठ्या प्रमाणात झाला. कृत्रिम उपग्रहांद्वारे पृथ्वीवरील विस्तीर्ण क्षेत्राची पाहणी थोडक्या वेळात करता येते व छायाचित्रे घेऊन त्याच्यातील हवामान, पिके, वने, जलाशय, जलप्रवाह इत्यादींविषयी माहिती मिळवून ती दाखविणारे नकाशेही करता येतात. अशी माहिती अतिशय उपयुक्त ठरलेली असून ती मिळविण्यासाठी मानवरहित कृत्रिम उपग्रहांचा उपयोग वाढत्या प्रमाणात होत आहे. भूभौतिकी (पृथ्वीच्या भौतिक गुणधर्मांचे शास्त्र), भूगणित (पृथ्वीच्या विस्तीर्ण प्रदेशाचे आकारमान, पृथ्वीची वक्रता इत्यादींचा अभ्यास करणारे शास्त्र, →भूगणित), नौकानयन इत्यादींस उपयुक्त अशी माहितीही त्यांच्याद्वारे मिळते.

जमिनीवरील अनेक ठिकाणी हवामानाच्या शेकडो स्थानिक वेधशाळा ठेवण्याऐवजी, एक किंवा अधिक उपग्रहांद्वारे (उदा., टायरॉस, निंबस) निरीक्षणे करून पृथ्वीवरील सर्व प्रदेशांतील दैनंदिन हवामानाची माहिती मिळते व पृथ्वीवरील कोणत्याही स्थानाच्या हवामानाचे अल्पकालीन अंदाज वर्तविता येतात. तपमानाची व ढगांची पृथ्वीवरील वाटणी कळते व एखाद्या क्षेत्रात प्रचंड हानिकारक वादळ उत्पन्न होण्याचा संभव दिसल्यास त्या वादळाचा संभव असलेल्या क्षेत्रातील स्थानकांना दूरचित्रांद्वारे किंवा दूरमापनाद्वारे पूर्वसूचना देता येते.

पृथ्वीवरील विस्तृत क्षेत्रातल्या निरनिराळ्या स्थानी कृत्रिम उपग्रहांद्वारे रेडिओ संदेश पाठवून नौकानयनासाठी त्यांचा उपयोग होतो व कोणत्याही हवामानात जहाजास व विमानास अचूक मार्गदर्शन होते. तसेच विस्तृत क्षेत्रात दूरचित्रवाणी व दूरध्वनी संदेश पोचविता येतात. अमेरिकेने एको-१ व -२ हे केवळ संदेश परावर्तित करणारे उपग्रह आणि टेलस्टार, रीले व सिनकॉम हे संदेशांचे ग्रहण, विवर्धन व पुनःक्षेपण करणारे उपग्रह सोडलेले आहेत. शिवाय उपग्रहांद्वारे आंतरराष्ट्रीय संदेशवहन करण्याची योजनाही अंशतः कार्यवाहीत आलेली आहे. या योजनेनुसार पृथ्वीला समकालीन अशा कक्षेत ठेवलेल्या तीन उपग्रहांपैकी हिंदी महासागरावरील उपग्रहांद्वारे दूरचित्रवाणी व दूरध्वनी संदेशवहनाची जी व्यवस्था करण्यात आली आहे तिच्याशी संदेश दळणवळण करणारे केंद्र पुण्याजवळील आर्वी येथे बांधण्यात आलेले आहे. फेब्रुवारी १९७१ मध्ये ब्रिटनमधील गुनहिली येथील स्थानकाशी आर्वी स्थानकाचा संपर्क साधण्याची चाचणी यशस्वीपणे पार पडली [→उपग्रह संदेशवहन].

भूभौतिकीय अन्वेषणासाठीही बिकॉन एक्स्प्लोअरर–बी व –सी, जिऑस–ए व बी इ. उपग्रह सोडण्यात आलेले आहेत. शिवाय खनिजांचे साठे, मृदांचे (मातींचे) प्रकार, पिके, इमारती लाकडांचे साठे, विशिष्ट प्रकारचे जलजीव, माशांचे मोठे समूह, वाहतुकीचे मार्ग इत्यादींची पाहणी करण्यासाठीही कृत्रिम उपग्रहांचा उपयोग अधिकाधिक होत जाईल. वरील उपयोग शांततेच्या काळातील होत. युद्धकाली शत्रूच्या हालचाली व माऱ्याच्या जागांची टेहळणी करण्यासाठी व खुद्द उपग्रहात अस्त्रे ठेवून पृथ्वीच्या कोणत्याही भागात अगदी दूर असलेल्या स्थळीसुद्धा शत्रूवर मारा करण्यासाठी उपग्रहांचा उपयोग करता येईल. तसेच रॉकेटे किंवा अवकाशयाने यांच्या शोधामुळे युद्धातील डावपेचांच्या स्वरूपात क्रांतिकारक फेरफार होतील यात शंका नाही.

अवकाश अन्वेषणातील आंतरराष्ट्रीय सहकार्य : अवकाश अन्वेषणातील योजनांकरिता विशिष्ट प्रकारची साधनसामग्री व उच्च श्रेणीच्या शास्त्रज्ञांचे आणि तंत्रज्ञांचे सहकार्य आवश्यक असल्यामुळे व त्या योजना अतिशय खर्चिक असल्यामुळे अमेरिका व रशिया यांसारख्या राष्ट्रांव्यतिरिक्त इतर राष्ट्रांना त्या आर्थिक दृष्ट्या परवडण्यासारख्या नाहीत.  तसेच तीच तीच माहिती निरनिराळ्या राष्ट्रांनी व शास्त्रज्ञांनी गोळा केल्यास पैशाचा व वेळेचा निष्कारण व्यय होतो म्हणून आंतरराष्ट्रीय सहकार्याने अवकाश-अन्वेषण करणे सर्वच दृष्टींनी फायदेशीर ठरेल.या दृष्टीने १९५४ मध्ये आंतरराष्ट्रीय भूभौतिक वर्षाच्या निमित्ताने अमेरिकेने व रशियाने कृत्रिम उपग्रह क्षेपणाच्या योजना मांडल्या. या दोन राष्ट्रांबरोबरच ब्रिटन, कॅनडा, जपान, ऑस्ट्रेलिया व फ्रान्स यांनीही उपकरणयुक्त लहान रॉकेटे क्षेपित करण्याचे कार्यक्रम आखले होते आणि उपग्रह व रॉकेटांच्या साहाय्याने मिळालेल्या माहितीची देवघेव करण्याचेही ठरले होते. तथापि अवकाश अन्वेषणाची उद्दिष्टे, तंत्रे व साधने ही वैज्ञानिक दृष्टीप्रमाणेच लष्करी दृष्टीनेही महत्त्वाची असल्यामुळे अशा माहितीची देवघेव मर्यादितच राहिली.

लंडन येथे १९५४ मध्ये इंटरनॅशनल कमिटी ऑन स्पेस रिसर्च (COSPAR) या कायम स्वरूपाच्या समितीची स्थापना झाली व त्या समितीने ⇨ इंटरनॅशनल कौन्सिल ऑफ सायंटिफिक युनियन्सच्या (ICSU) आधिपत्याखाली कार्य करावे असे ठरले. या समितीने १९६२ मध्ये वातावरणविज्ञान, आयनांबर व उच्च वातावरण यांच्या अन्वेषणार्थ रॉकेटे उडविण्याच्या योजना आखल्या. अमेरिकेने ऑक्टो. १९५८ मध्ये अवकाश अन्वेषणार्थ नॅशनल एरोनॉटिक्स अँड स्पेस ॲडमिनिस्ट्रेशन (नासा : NASA) या संघटनेची स्थापना केली. या संघटनेतर्फे ती संघटना व कॅनडा, इटली व फ्रान्स यांनी संयुक्तपणे उपग्रह तयार करून त्यांचे क्षेपण करण्याच्या योजना पार पाडल्या. उपकरणयुक्त रॉकेटे सोडून वातावरणाचे निरीक्षण करण्यात ऑस्ट्रेलिया, कॅनडा, भारत, इटली, जपान, पाकिस्तान इ. राष्ट्रांनी नासाशी सहकार्य केले.

विमान, बलून व जमिनीवरील उपकरणे यांनी केलेली वातावरणाची निरीक्षणे आणि टायरॉस उपग्रहाने घेतलेली छायाचित्रे यांचा मेळ घालण्यासाठी ४० राष्ट्रांनी सहकार्य केलेले आहे. याशिवाय अमेरिकेबाहेरील राष्ट्रांत उपग्रहांपासून मिळणाऱ्या माहितीची नोंद करणारी स्थानके त्या त्या राष्ट्राच्या सहकार्याने प्रस्थापित झालेली आहेत. अवकाश अन्वेषणाच्या प्रशिक्षणासाठी सहकार्य देणाऱ्या योजनाही नासाने आखलेल्या आहेत.

१९६२ मध्ये अमेरिका व रशिया यांच्यात झालेल्या करारान्वये एकमेकांना पूरक अशा वातावरणीय उपग्रहांचे क्षेपण व या उपग्रहांद्वारे मिळालेल्या माहितीची देवघेव,पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्राचे उपग्रहाच्या द्वारे पूरक सर्वेक्षण व अवकाशीय संदेशवहनाची प्रात्यक्षिके यांबाबत सहकार्य करण्याचे ठरलेले आहे.

नऊ यूरोपीय राष्ट्रांनी १९६१-६२ च्या सुमारास वैज्ञानिक उपग्रहांचा विकास करण्यासाठी तसेच वातावरणाच्या अन्वेषणासाठी रॉकेटांचा उपयोग करण्यासंबंधी सहकार्य करण्याकरिता यूरोपियन स्पेस रिसर्च ऑर्गनायझेशन (ESRO) या संघटनेची स्थापना केली. याशिवाय इतर सात राष्ट्रांनी यूरोपियन लाँचर डेव्हलमेंट ऑर्गनायझेशनची (ELDO) स्थापना याच सुमारास केली. या संघटनेतर्फे १९६४ मध्ये ब्रिटनच्या ब्ल्यू स्ट्रिक या रॉकेटाची चाचणी यशस्वीपणे घेण्यात आली.

भारतामध्ये अणुशक्ती मंडळातर्फे १९६२ मध्ये अवकाश अन्वेषणासाठी इंडियन नॅशनल कमिटी फॉर स्पेस रिसर्च (INCOSPAR) या समितीची स्थापना झाली. या समितीने केरळातील त्रिवेंद्रमजवळच्या थुंबा येथे थुंबा इक्वेटोरियल रॉकेट लाँचिंग स्टेशन (TERLS) हे विषुववृत्ताजवळील उच्च वातावरणाचा (विशेषतः १५० किमी. च्या आसपासच्या भागाचा) सखोल अभ्यास करण्याचे केंद्र आंतरराष्ट्रीय साहाय्याने स्थापन केले. पृथ्वीचे चुंबकीय विषुववृत्त थुंबाजवळून जात असल्याने त्याची या कार्याकरिता निवड करण्यात आली. २१ नोव्हें. १९६३ रोजी सोडियम बाष्प उच्च वातावरणात सोडण्यासाठी पहिल्या निक-अपाची (Nike-Apache) रॉकेटाचे क्षेपण करून स्थानकाच्या प्रत्यक्ष कार्यास प्रारंभ झाला. यानंतर संयुक्त राष्ट्रांच्या ठरावानुसार अमेरिका, रशिया व फ्रान्स यांनी भारताशी सहकार्य करण्याचा करार केला. या करारानुसार अमेरिकेने निक-अपाची व ज्यूडी डार्ट व फ्रान्सने सेंटॉर ही रॉकेटे पुरविली. भारतीय तंत्रज्ञांनी तयार केलेल्या रोहिणी या रॉकेटची यशस्वी चाचणी नुकतीच घेण्यात आलेली आहे. ७ डिसें. १९६९ रोजी थुंबा रॉकेट स्थानकावरून भारतात तयार झालेले पहिले सेंटॉर रॉकेट यशस्वीपणे सोडण्यात आले. या रॉकेटाकरिता भारतात तयार झालेले इंधन प्रथमच वापरण्यात आले. या रॉकेटाद्वारे दक्षिण गोलार्धातील क्ष-किरण उगम शोधणे व दोन ज्ञात उगमांच्या स्रोताचे आणि ऊर्जा वर्णपटाचे मापन करणे ही उद्दीष्टे होती.

आंध्र प्रदेशातील श्रीहरिकोटा येथे एक रॉकेट क्षेपण केंद्र उभारण्यात आलेले असून तेथून उपकरणयुक्त रॉकेटे सोडण्याची व्यवस्था करण्याची योजना आहे. या केंद्रातून थुंबा येथे तयार करण्यात आलेले रोहिणी–१२५ हे पहिले रॉकेट ९ ऑक्टोबर १९७१ रोजी सोडण्यात आले. या केंद्रातूनच पुढे उपग्रह कक्षेत सोडण्याची व्यवस्था करण्यात येणार आहे. याकरिता लागणारी रॉकेटे भारतातच थुंबा येथे तयार करण्याची व त्यांच्या चाचण्या श्रीहरिकोटा येथील केंद्रातून करण्याच्या योजना आखण्यात आलेल्या आहेत.

याशिवाय अहमदाबाद येथील फिजिकल रिसर्च लॅबोरेटरीमध्ये एक उपग्रह दूरमापन स्थानक १९६१ पासून कार्य करीत आहे. हे स्थानक सूर्यापासून उत्सर्जित होणारे क्ष-किरण व उपग्रहांद्वारे आयनांबरासंबंधी मिळणारी माहिती यांचे संकलन करण्याचे कार्य करीत आहे.

अमेरिकेने १९५९ मध्ये मांडलेल्या एका सूचनेनुसार संयुक्त राष्ट्रांतर्फे बाह्य अवकाशाचा शांततामय उपयोग करण्यासाठी एक तात्पुरती समिती नेमण्यात आली. या समितीने वैज्ञानिक व तांत्रिक बाबींसाठी एक उपसमिती व कायदेशीर बाबींसाठी दुसरी उपसमिती नेमली. त्यांपैकी वैज्ञानिक व तांत्रिक उपसमितीच्या जिनेव्हा येथे १९६० साली झालेल्या बैठकीत भूचुंबकीय विषुववृत्तावर असलेल्या भारतातल्या थुंबा येथे वातावरणविषयक अध्ययनासाठी रॉकेट क्षेपणकेंद्र स्थापन करण्याच्या योजनेला मान्यता देण्यात आली. यानंतर डिसें. १९६६ मध्ये झालेल्या संयुक्त राष्ट्रांच्या बैठकीत चंद्र व इतर खगोलांचा फक्त शांततामय उपयोग करावा, त्यांचा लष्करी तळांसाठी अणुकेंद्रीय वा इतर प्रचंड हानिकारक अस्त्रे ठेवण्यासाठी व त्यांच्या चाचणीसाठी उपयोग करू नये, तसेच चंद्र व इतर खगोलांचे अन्वेषण केवळ मानवाच्या कल्याणासाठी व ज्ञानसंवर्धनासाठी करावे व त्यांच्यावर कोणत्याही राष्ट्राने प्रादेशिक हक्क सांगू नये, असा करार करण्यात आलेला असून त्यावर आतापर्यंत अमेरिका, रशिया व इतर ८० राष्ट्रांनी सह्या केलेल्या आहेत. काही आकस्मिक कारणाने एखादी अवकाशप्रवासी  वस्तू (उदा., उपग्रह, अवकाशयान) इच्छित स्थळाऐवजी दुसऱ्‍या एखाद्या स्थळी पडली, तर ज्या राष्ट्राने ती क्षेपित केलेली असेल त्या राष्ट्राला ती जशीच्या तशी परत पाठविणे तसेच आणीबाणीच्या प्रसंगी अंतराळवीरांची सुटका करणे व त्यांना त्यांच्या मूळ राष्ट्रांकडे सुरक्षितपणे परत पाठविणे असा करार डिसेंबर १९६७ मध्ये अमेरिका, रशिया, ब्रिटन इ. राष्ट्रांनी संयुक्त राष्ट्रांद्वारे केलेला आहे.

निरनिराळ्या राष्ट्रांनी एकत्रितपणे अवकाश संशोधनाचे कामी १९५७ नंतरच्या ६ वर्षांत अपेक्षेबाहेर उपयुक्त सहकार्य केले. यात नासाने आखलेल्या आंतरराष्ट्रीय सहकार्याच्या योजनांचा वाटा मोठा होता. मे १९७२ मध्ये रशिया व अमेरिका यांच्यात अवकाश संशोधनात सहकार्य करण्यासाठी करार झाला. या करारानुसार १९७९ मध्ये अमेरिकेचे अपोलो यान व रशियाचे सोयूझ किंवा सॅल्यूत यान अवकाशात एकत्र जोडण्याची योजना आखण्यात आली आहे.