1957年10月5日和11月3日苏联两颗人造地球卫星的发射成功对美国产生极大震动。1958年1月，美国总统艾森豪威尔在国情咨文中宣称，美国在卫星、导弹和空间技术方面必须达到与苏联同等水平，为此要求国会追加拨款。7月29日，美国国家航空和航天局成立，负责管理与协调民用目的为主的宇宙空间探索计划。该局成立后，全力赶超苏联的空间技术水平，从1959年至1972年完成阿波罗登月计划及对月球的初步实地考察和探索，在与苏联的空间技术竞争中夺得领先地位。其间，还实现利用卫星进行通讯和气象观测，于1960年3月将“先驱者5号”探测器送入火星轨道，对太阳和火星进行初步探索。从1973年5月至1974年2月，完成空间试验室计划，先后分3批将9名宇航员送入一个在地球轨道上运行的86吨重的空间站，在空间对太阳及其它天体进行观测考察，并在失重环境中对超导材料进行检测。1976年7月20日，“海盗1号”不载人航天器经过近11个月的飞行，其着陆装置在火星表面软着陆成功。根据它发回的照片所作的研究显示，火星上不存在生命。1977年8月，“旅行者”航天计划开始执行，8月20日和9月5日，“旅行者2号”和“旅行者1号”探测器先后升空，对木星、土星、天王星、海王星进行观测，取得大量资料。“旅行者1号”在完成观测任务后，飞出太阳系，向更遥远的星系进发。1978年，金星探测计划开始实施，5月和8月先后发射“先驱者金星1号”和“先驱者金星2号”宇宙飞船，前者9月4日进入金星轨道运行;后者于12月9日飞抵金星，飞船上的4个探测器到达金星表面，用无线电发回探测数据。1981年4月，航天飞机计划经过4年实验后进入实施阶段，4月12—14日，“哥伦比亚”号航天飞机首航成功，人类航天史进入一个新的阶段。至今航天飞机计划仍在执行中，4架航天飞行已进行40多次太空飞行，其中“挑战者”号航天飞机在1986年1月的第十次飞行中爆炸，酿成美国宇航史上迄今最严重的空难事件。

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