בכל פעם שאנו מביטים לירח אנו זוכים לראות את אותם פנים, הולכות ומתמלאות או מתחסרות במשך החודש. על גב הירח אפשר היה רק לחלום או לשיר שירים, כמו להקת פינק פלויד עם "הצד האפל של הירח", שאינו כזה אפל כמו שחושבים. אך כשברית המועצות שלחה לשם חללית, קיבלנו הצצה לחלק הרחוק והנסתר הזה. לונה 3 היתה חלק מתוכנית בת 15 משימות, שפעלה בין 1959 ל- 1976 ופרצה דרך בתחום חקר הירח. תוכנית לונה היתה למעשה הפעם הראשונה שהאנושות הגיעה כל כך קרוב לעולם אחר, זר, במערכת השמש.

אחרי מאות שנים שבני אדם ידעו על קיומם של כוכבי הלכת הגיע הזמן לשלוח סופסוף חללית לביקור. לאחר מסע בן שבעה חודשים וחצי בחלל הריק, מארינר 4 ביצעה את היעף הראשון בהיסטוריה על פני כוכב לכת וצילמה אותו. מאדים. פני השטח המדבריים שאנו מכירים מכדור הארץ הציתו פליאה בכל מי שצפה בתמונות ההן. עולם כה קרוב ועם זאת כה קרוב. אין פלא שאחת השאלות שהתעוררו היתה: האם במאדים התקיימו פעם (או קיימים כיום) חיים?

להנחית חללית על קרקע של עולם אחר בחלל, נחיתה רכה שתאפשר גם שידור מידע ותצלומים מפני השטח. את החלום הזה הגשימו לראשונה הסובייטים ב- 30 בינואר עם הגשושית לונה 9. לונה היתה רק אחת מבין 15 משימות שהושלמו בהצלחה ופרצו דרך בתחום חקר החלל בכלל וחקר הירח בפרט.

החללית האמריקנית אפולו 11 עושה היסטוריה לאחר שהיא נוחתת בהצלחה על הירח, וניל ארמסטרונג מניח לראשונה את כף רגלו על אדמת הלוויין האפור של כדור-הארץ: "זהו צעד קטן לאדם, זינוק אדיר לאנושות״, היו מילותיו הראשונות. אלא שזמן קצר קודם לכן האירוע ההיסטורי היה יכול להיגמר באסון, כשבאז אלדרין וניל ארמסטרונג התקשו למצוא אתר נוח על הירח עבור רכב הנחיתה, והדלק החל לאזול. ארמסטרונג היה בעברו טייס ניסוי מנוסה ומוכשר, והוא השלים את משימת הנחיתה בהצלחה. גם פה מילותיו בלתי נשכחות: ״יוסטון, כאן בסיס השלווה, הנשר נחת״. ההישג האדיר נחשב על ידי רבים עד היום למהלך שהכריע את המרוץ לחלל מול הסובייטים.

לפני שהגשושית הסובייטית ונרה 7 יוצאת מכלל פעולה, בשל התנאים הקשים שעל פני נוגה, ובין השאר היא מספיקה להקליט לראשונה קולות מעולם אחר: רוח. לאחר מסע בן כארבעה חודשים, ונרה 7 נכנסה לאטמוספרת כוכב הלכת השכן בעודה מחוברת לרכב האם, ואז התנתקה ממנו בגובה 60 קילומטר. הגשושית תרמה נתונים על ההרכב האטמוספרי של נוגה – 97% פחמן דו-חמצני – ומדדה טמפרטורה גיהנומית של 475 מעלות על פני השטח.

הרובוט הסובייטי לונחוד 1 נוחת ומסייר לראשונה על גוף שמימי אחר - הירח. לונחוד 1 נחת באתר הידוע כים הגשמים וטייל על פני הירח כשהוא עוצר מעת לעת על מנן להיטען באמצעות הפאנלים הסולריים. תוכנית לונחוד כללה כמה שיגורים שמטרתם הנחתת רוברים רובוטיים על הירח, ואחריהן לא נחת רובר על גוף שמימי אחר עד למשימת מארס פת׳פיינדר ב-1997, על מאדים. ב-2010 התגלה הלונחוד 1 על הירח ותועד על ידי גשושית של נאס״א שהקיפה את הירח.

ארצות הברית משגרת את גשושית המחקר פיוניר 10, ומיד אחריה את פיוניר 11; צמד הגשושיות היו לעצמים הראשונים מעשה ידי אדם שהגיעו אל קצוות מערכת השמש. פיוניר 10 חקרה את כוכב הלכת צדק והייתה הגשושית הראשונה שצילמה אותו מקרוב. ב-2003 אבד עמה הקשר. פיוניר 11 שוגרה לחקר מערכת השמש החיצונית, והיא חקרה לראשונה את שבתאי, הקרינה הקוסמית ורוח השמש. לשתי הגשושיות צורפה דיסקית האמורה לספק לתרבויות של חוצנים תבוניים מסר מהמין האנושי. על הלוח מופיעים בין היתר גבר ואישה עירומים וסמלים המציינים את מיקום כדור-הארץ בין כוכבי הלכת.

עם חזרתה של החללית אפולו 17 ממשימתה על פני הירח, מגיעה לסיומה תכנית אפולו של נאס״א. אפולו 17 – השיגור ה-11 של בני אדם לירח – הייתה המשימה המאוישת האחרונה מעבר למסלול כדור הארץ. תוכנית אפולו הסתיימה על רקע עלויותיה האדירות: בתחילת שנות השישים, ההערכה הייתה כי התוכנית תעלה 7 מיליארד דולר, אך העלות הסופית של כל התוכנית האמירה ל-23 מיליארד דולר. שלוש משימות נוספות תוכננו – אפולו 18, 19 ו-20 – אך צמצום בתקציב הוביל לביטולן ולמעבר לעידן מעבורות החלל.

החללית הסובייטית ונרה 9 נכנסת למסלול הקפה סביב נוגה, ונהיית החללית הראשונה שעושה זאת. החללית כללה מקפת ונחתת; הנחתת של ונרה 9 היתה הראשונה לספק תצלומים מפני השטח של כוכב לכת אחר. ונרה 9 מדדה עננים שעוביים היה 30-40 קילומטרים בגובה 30 עד 35 קילומטרים. כמו כן, היא מדדה את טמפרטורת פני השטח – לא פחות מ-485 מעלות!

הגשושיות וייקינג 1 ו-2 ששיגרה ארצות הברית נוחתות בהצלחה על קרקע מאדים. היו אלה הפעמים הראשונות שבהן הונחתו חלליות על פני מאדים וששודרו ממנו תצלומים לכדור-הארץ. לכל אחת מהגשושיות היתה מקפת ונחתת. הנחתות של שתי המשימות ערכו ניסויים ביולוגיים לחיפוש אחר סימנים לחיים, וחשפו פעילות כימית בלתי צפויה בקרקע. עם זאת, לא נמצאו עדויות להימצאות חיים. וייקינג 1 ו-2 שידרו לכדור-הארץ נתונים עד תחילת שנות השמונים. ממצאיהם שימשו בסיס למשימות נאס״א למאדים בשנות התשעים.

הגשושיות וויאג'ר 1 ו-2 משוגרות למשימות מחקר בכוכבי הלכת הגדולים. וויאג׳ר 1 נשלחה לחקור ולצלם את טבעות שבתאי, צדק – ובפרט את הכתם האדום, את ענניו של כוכב הלכת ואת ירחיו. לאחר השלמת משימותיה נהייתה העצם המרוחק ביותר מכדור-הארץ והגשושית הראשונה שיצאה אל מחוץ למערכת השמש. וויאג׳ר 2 היתה הגשושית הראשונה שביקרה בארבעה כוכבי הלכת הענקיים של מערכת השמש: צדק, שבתאי, אורנוס ונפטון. שתי הגשושיות נשאו תקליט זהב המיועד – באופן סמלי לפחות - לחייזרים תבוניים. בתקליט כלולים בין היתר צלילים המתארים את המין האנושי ואת כדור-הארץ.

החללית ונרה 13 ששיגרה ברית המועצות נוחתת על נוגה, אוספת דגימות קרקע ומנתחת אותן במקום. שני חוקרים טענו כי תצלומים ששיגרה ונרה 13 מעידים על חיים על פני כוכב הלכת. הם זיהו בין היתר עצמים דמויי דסקה ועקרב שהופיעו ונעלמו בתצלומים. מהנדסים שהכירו את ונרה 13 ומרכיביה הבהירו שהדסקה שזוהתה היא למעשה כיסוי העדשות של החללית. שאר המופעים הבלתי מוסברים התגלו כתוצרים של תהליך עיבוד התמונות, שאינם מופיעים בגרסאותיהן המקוריות.

חללית חולפת לראשונה ליד אסטרואיד ומצלמת אותו. היתה זאת הגשושית גלילאו ששוגרה על ידי נאס״א שנתיים קודם לכן, כשהיא בדרכה לצדק. במפגש חסר התקדים הזה תיעדה הגשושית את האסטרואיד גאספרה כשהיא חולפת על פניו במהירות של שמונה קילומטרים לשנייה - עד למרחק מינימלי של 1,600 קילומטרים. 57 התמונות שהגשושית שידרה בחזרה לכדור-הארץ, עד מרחק של 5,300 מגאספרה, חשפו אסטרואיד מצולק ממכתשים ובעל מבנה לא רגיל.

הגשושית גלילאו מגיעה אל כוכב הלכת צדק בתום שש שנות מסע במערכת השמש. עם הגעתה, נכנסה גלילאו למסלול סביב צדק והחלה לחקור אותו ואת ירחיו. הגשושית סיפקה בין היתר נתונים חדשים ששפכו אור חדש על המבנה הכימי וההרכב האטמוספרה של צדק. גלילאו סיפקה גם תמונות חסרות תקדים, ובהם תצלום של הירח איו שהוביל מדענים למסקנה כי מתחת לקרח המכסה אותו נמצאים מים – המעלים את האפשרות לקיום חיים על פני הירח. הגשושית גם מימשה ניסוי שהציע האסטרונום קארל סייגן – לבדוק האם ניתן לגלות מהחלל חיים על פני כדור-הארץ – ועמדה במשימה בהצלחה!

הגשושית האמריקאית מארס פאת׳פיינדר מנחיתה על מאדים תחנת מחקר ורכב מחקר קטן בשם סוג'רנר. היתה זו הנחיתה המוצלחת הראשונה על מאדים מאז משימות וייקינג, כשלושים שנה קודם לכן. משימת המחקר, שהתמקדה במדידות של האטמוספרה, האקלים, הגיאולוגיה והרכב אדמת מאדים, הייתה חלק ממאמצי נאס״א לבצע שיגורים זולים בתדירות גבוהה יחסית, תחת המוטו ״זול יותר ,מהיר יותר ,יעיל יותר״; הקמת הפרויקט ארכה 3 שנים ועלתה פחות מ-150 מיליון דולר - עלות זולה יחסית בהשוואה לפרויקטים אחרים של נאס״א.

הגשושית ג'נסיס מחזירה לכדור הארץ דגימות ראשונות שנאספו מעבר למסלול הירח. הדגימות כללו חלקיקים מרוח השמש, במטרה לחקור את היחס בין היסודות השונים המרכיבים את השמש ולשפוך אור על היווצרות מערכת השמש. מכיוון שהטמפרטורות הגבוהות של השמש אינן מאפשרות איסוף ישיר של החומר ממנו הוא עשוי, רוח השמש הפכה למוקד המשימה. עם חזרת ג׳נסיס לכדור-הארץ כשלוש שנים לאחר שיגורה, היא התרסקה בעת הנחיתה בשל כשל בפריסה של מצנח העוגן שלה. כתוצאה, הדגימות של רוח השמש הזדהמו באופן חלקי, אך מדענים בכל זאת הצליחו לזהות דגימות שרדו את הנחיתה הקשה.

הגשושית האמריקנית סטארדאסט אוספת לראשונה דגימות אבק מהילה של שביט, ווילד 2. היה זה הניסיון המוצלח הראשון לאסוף דגימת חומר מעבר לירח. האבק, שחלקיקיו היו קטנים מגרגר חול, נאסף באמצעות יחידות אירוג׳ל – ג׳ל עם צפיפות נמוכה. מהירות פגיעת החלקיקים באירוג׳ל היתה 6.1 ק״מ בשנייה, פי 9 ממהירות יריית כדור מרובה. הגשושית שבה לכדור הארץ שנתיים לאחר, והקפסולה ובה הדגימות נחתה בשלום ביוטה. במהלך משימתה הגשושית אף חלפה ליד האסטרואיד 5535 אנה פרנק, במרחק 3,300 קילומטר, וצילמה אותו.

שני רכבי מחקר של נאס"א, ספיריט ואופורטוניטי, נוחתים בהצלחה על מאדים בהפרש של שלושה שבועות. רכבי המחקר נשלחו בין היתר למצוא עדויות לזרימת מים במאדים בעברו של כוכב הלכת או בהווה ולזהות סימנים למצבים סביבתיים קדומים שאולי היו יכולים לקיים חיים על פני כוכב הלכת. רכב המחקר ספיריט היה אמור לפעול במשך 90 יום אך פעל כמעט 2269 ימים, במהלכם נתקע בחולות כוכב הלכת אך המשיך לספק נתונים מחקריים. רכב המחקר אופורטוניטי, לעומת זאת, ממשיך לפעול העד היום.

הגשושית קאסיני מגיעה לכוכב הלכת שבתאי בתום מסע של 7 שנים במערכת השמש. עם הגעתה החלה גלילאו לתמרן דרך טבעותיו של שבתאי ןלחקור ולצלם אותו ואת ירחיו. הגשושית שלחה תמונה מרהיבות וחסרות תקדים של שבתאי וירחיו. בין תגליותיה הרבות: פעילות כמו-געשית על פני הירח אנקלדוס הגורמת ל״גייזרים״ של אדי מים וקרח. כמו כן שחררה נחתת בירחו הגדול של שבתאי, טיטאן. היתה זו הנחיתה ראשונה על פני ירח של כוכב לכת במערכת השמש החיצונית, והיא חשפה בטיטאן גשמים, נהרות, אגמים וימות.

הגשושית האירופית הויגנס מבצעת נחיתה רכה ראשונה על טיטאן, גדול ירחיו של שבתאי. בכך הפך טיטאן לגוף המרוחק ביותר מכדור-הארץ שעליו נחתה גשושית. הויגנס היתה חלק ממשימת הגשושית קאסיני לכוכב הלכת צדק. לאחר שהתנתקה מגשושית-האם ונחתה על טיטאן, החלה לשדר תמונות מפני השטח. מדענים העריכו שהויגנס תשרוד דקות ספורות אך היא שידרה במשך יותר שעתיים. התצלומים מצביעים על זרימת נחלים ואגמים, שלהערכת חוקרים מורכבים ממתאן, חומר שבטמפרטורה שעל פני כדור-הארץ מופיע כגז.

לראשונה נכנסת גשושית מחקר למסלול סביב כוכב הלכת חמה (Mercury) – החללית האמריקנית מסנג'ר. על אף שהגשושית הייתה יכולה להגיע לחמה תוך שלושה חודשים בלבד, היא שוגרה במסלול שארך מספר שנים כדי שתוכל להיכנס למסלול הקפה נמוך יותר, במהירות נמוכה יותר. בין היתר צילמה הגשושית שטחים רחבים על פני כוכב הלכת שנראה שנוצרו על ידי התפרצויות געשיות, ושהעידו על שדה מגנטי פעיל הנוצר על ידי גרעין ברזל מותך. עם היכנסה למסלול הקפה סביב חמה, צילמה הגשושית כ-100,000 תמונות של פני כוכב הלכת.

הגשושית האמריקנית דון (Dawn) נכנסת למסלול הקפה סביב האסטראויד וסטה המצוי בחגורת האסטרואידים, בדרכה לכוכב הלכת הננסי קרס. זו המשימה הראשונה לחקר שני הגופים. באופן חסר תקדים בחקר גרמי שמיים, הגשושית הקיפה את האסטרואיד במשך תקופה ארוכה – החל מיולי 2011 ועד ספטמבר 2012. בדצמבר 2011 דון היתה במסלול הנמוך ביותר סביב וסטה – גובה של 210 קילומטר מעל פני השטח של האסטרואיד. שנתיים וחצי לאחר מכן נכנסה הגשושית למסלול הקפה סביב קרס.

סין מנחיתה לראשונה על הירח נחתת ורכב רובוטי. משימת צ׳אנג-אה 3 - הקרויה על שם פיה מאגדה סינית הגרה על הירח - הייתה שלב חשוב בתוכנית החלל הסינית: הייתה זו הפעם הראשונה שסין מנחיתה גשושית על גוף מחוץ לכדור-הארץ, ובכך היא הצטרפה למועדון המצומצם של המדינות שהצליחו לעשות זאת, שכלל עד אז רק את ברית המועצות וארה"ב. הייתה זו גם הפעם הראשונה שגשושית נוחתת על הירח מאז משימת לונה 24 הסובייטית ב-1976.

יפן וסין מצטרפות ל"מועדון החלל" - המדינות שהצליחו להכניס לווין משלהן למסלול סביב כדור-הארץ באופן עצמאי. הלווין היפני אוסומי הקדים את הלווין הסיני דונגפאנגהונג בחודשיים וחצי. בכך יפן היתה הראשונה מבין שתי המדינות להצטרף לברית המועצות, ארצות הברית וצרפת - מדינות שכבר שיגרו לוויין מפיתוח עצמי תוך שימוש בטיל שיגור מתוצרת עצמית. סין שגרה לוויין שהיה כבד יותר מהלוויינים של המדינות האחרות: הוא כלל משדר רדיו ששידר את השיר שעל שמו הוא קרוי, שמשמעותו: ״המזרח הוא האדום״. השידור נמשך 20 ימים.

הודו משגרת לראשונה לוויין באמצעות משגר מפיתוח עצמי. בכך היא הופכת למדינה השביעית בעולם עם הישג זה, אחרי ברית המועצות, ארצות הברית, צרפת, יפן, סין ובריטניה. הלווין, ששקל פחות מ-40 ק״ג, היה חלק מסדרת הלוויינים רוהיני, שכללה ארבעה לוויינים ניסיוניים בעיקרם. הלווין היה פעיל מבחינה מבצעית במשך קצת יותר משנה, והקיף את כדור-הארץ במשך שנה ושמונה חודשים.

סין משגרת לראשונה חללית מאוישת לחלל - שנג'ואו 5 - ובה הטייקונאוט הסיני הראשון יאנג ליוואי. שיגור זה סימן את הצטרפות סין למועדון המדינות שהצליחו להטיס אדם לחלל באופן עצמאי, 42 שנה אחרי רוסיה (ברית המועצות) וארצות הברית. התוכנית הסינית הראשונה לשיגור אדם לחלל החלה כבר ב-1968 אבל היא בוטלה בשל העדר תקציבים. תוכנית החלל שנג׳ואו (בסינית: ספינת אלוהית) החלה ב-1992, כשארבע הטיסות הראשונות היו לא מאוישות. המטרה המרכזית של התוכנית היתה יצירת תחנת חלל סינית מאוישת.

הליכת חלל ראשונה לטייקונאוט סיני, במסגרת משימת שנג'ואו 7. הייתה זו המשימה השלישית המאוישת של סין לחלל, שלראשונה כללה שלושה אנשי צוות. מי שביצע את הליכת החלל היה הטייקונאוט ג׳אי ג׳יגאנג, שבילה בחלל 21 דקות בסך הכל. בין היתר הוא החזיר אל תוך החללית דגימות שנחשפו לתנאי החלל כחלק מניסוי מדעי, ביצע מספר תמרונים וכמובן נופף בדגל סין.

יפן מנחיתה לראשונה על כדור הארץ דגימות שנאספו מאסטרואיד. סוכנות החלל היפנית שיגרה את הגשושית היאבוסה שבע שנים קודם לכן במטרה להנחית אותה על האסטרואיד איטוקאווה. ב-2005 הגשושית נחתה על האסטרואיד, אבל מטען הנפץ שהיה אמור לאפשר לה לשחרר דגימות מהקרקע כשל. המדענים לא איבדו תקווה, והעריכו שבעקבות התנגשותה של הגשושית באסטרואיד בזמן הנחיתה נאספו בתוכה דגימות אבק. אלא שלאחר מכן החללית גם אבדה בחלל! כל זה עיכב את חזרתה של הגשושית לכדור-הארץ בכשנה. עם חזרתה התברר שהמשימה הצליחה והמדענים צדקו: אכן נאספו דגימות, ולהן דמיון רב למטאוריטים.

סין מציבה את תחנת החלל הראשונה שלה, בעלת השם השאפתני, טיאנגונג 1 – ״הארמון השמיימי״ – במסלול סביב כדור הארץ. התחנה שימשה בראש ובראשונה לבחינת טכנולוגיות שייושמו בתחנות החלל העתידיות של סין, כמו למשל מנגנוני עגינה, ונערכו בה ניסויים מדעיים. במהלך פעילות התחנה עגנו בה שלוש חלליות סיניות, שתיים מהן מאוישות. לאחר שתוחלף על ידי טיאנגונג 2, תשמש טיאנגונג 1 חללית משא.

צפון קוריאה משגרת לראשונה לוויין לחלל, באמצעות משגר מפיתוח עצמי. בכך הצטרפה המדינה לקבוצת המדינות בעלות יכולת עצמאית לשיגור לוויינים. השיגור, שבא בעקבות שורה של נסיונות כושלים שהחלו ב-1998, הפר החלטות של מועצת הביטחון של האו״ם שאוסרות על המדינה לבצע ניסויים רקטיים העושים שימוש בטילים בליסטיים. צפון קוריאה השתמשה בשורה של פעולות הסוואה כדי לאפשר את השיגור ללא פגע. כך למשל פרסמה המדינה יומיים לפני השיגור הודעה לפיה חלון הזמן לשיגור יתרחב. דיווח זה ואחרים גרם למשקיפים מערביים להעריך שהשיגור לא ייצא לפועל.

דרום קוריאה משגרת לראשונה לוויין לחלל באמצעות משגר מפיתוח עצמי – שבועות ספורים לאחר צפון קוריאה. בכך הצטרפה המדינה לקבוצת המדינות בעלות יכולת עצמאית לשיגור לוויינים. הלוויין, שנועד בין היצר למדוד קרינה, לנתח מידע על מזג אוויר ולמדוד מרחקים על הקרקע, הציב את דרום קוריאה כמדינה ה-13 ששיגרה לוויין משטחה. היה זה הניסיון השלישי של דרום קוריאה לשגר לוויין; ב-2009 הלווין התנתק מטיל השיגור ולא נכנס למסלול וב-2010 טיל השיגור התפוצץ מיד אחרי שיגורו.

סין מנחיתה לראשונה על הירח נחתת ורכב רובוטי. משימת צ׳אנג-אה 3 - הקרויה על שם פיה מאגדה סינית הגרה על הירח - הייתה שלב חשוב בתוכנית החלל הסינית: הייתה זו הפעם הראשונה שסין מנחיתה גשושית על גוף מחוץ לכדור-הארץ, ובכך היא הצטרפה למועדון המצומצם של המדינות שהצליחו לעשות זאת, שכלל עד אז רק את ברית המועצות וארה"ב. הייתה זו גם הפעם הראשונה שגשושית נוחתת על הירח מאז משימת לונה 24 הסובייטית ב-1976.

שר המדע ואחד מגדולי הפיזיקאים בישראל, יובל נאמן, מוביל את הקמתה של סוכנות החלל הישראלית, האמונה על תיאום פעולות תכנית החלל האזרחית ועל בקרתן. קראו עוד: תכנית החלל האזרחית

הלוויין הראשון של ישראל, אופק, לא רק הכניס את ישראל ל"מועדון החלל"- קבוצת המדינות הבונות לוויינים ומשגרות אותם לחלל עצמאית - אלא הוא היה גם פריצת דרך עולמית בתחום הלוויינות בעולם. קראו עוד

מצפה הכוכבים הראשון בישראל הוקם בנקודה הגבוהה ביותר בגוש דן: גבעת קוזלובסקי בגבעתיים, שבניגוד להיום, באותה העת היה אזור חשוך ללא זיהום אור. מנהלו הראשון היה יו״ר האגודה הישראלית לאסטרונומיה אינג׳ יוסף פוקס ובשנות התשעים קבע מצפה הכוכבים שיא עולמי בתצפיות בכוכבים משתנים - 22,000 תצפיות! מאז היווסדו מושך מצפה הכוכבים חובבי אסטרונומיה לתצפיות, מפגשים והרצאות.

ראש ממשלת ישראל מנחם בגין מורה על התנעת תוכנית החלל הישראלית הביטחונית – שבועות ספורים לאחר שישראל משמידה את הכור הגרעיני בעיראק. קידום תוכנית החלל הישראלית נתפס כנחוץ לאחר החתימה על הסכמי השלום עם מצרים ב-1979, הן בשל היוקרה המדינית הכרוכה בה והן בשל אובדן יכולות של איסוף מודיעין בעקבות הנסיגה מסיני, בין היתר בשל חוסר היכולת לטוס מעל שטח מצרים. שבע שנים לאחר החלטתו של בגין, ישראל שיגרה את הלוויין אופק 1 והפכה למדינה השמינית בעולם שהצליחה לעשות זאת באופן עצמאי.

ישראל משגרת לראשונה לוויין תקשורת לחלל - עמוס 1. הלוויין, שנבנה על ידי התעשייה האווירית לישראל, שוגר מגיאנה הצרפתית ותופעל על ידי חברה פרטית. הוא שימש לשירותי טלוויזיה על ידי חברת YES, HBO וחברות אחרות. שיגור הלווין נחשב יוזמה נועזת בהקשר הישראלי, שכן לתעשייה האווירית לא היה ניסיון קודם בתחום, ולקוחות פוטנציאליים הביעו חוסר אמון כלפי יכולותיה. השיגור הרחק מישראל הציב קשיים רבים, וכך גם התפעול: היה צורך ללמוד מהיסוד כיצד לבנות ולנהל תחנת קרקע העוקבת אחר הלוויין. בשנים האחרונות עמוס 1 אינו פעיל, לאחר שנמכר לחברת Intelsat.

לוויין הצילום המסחרי הראשון של ישראל, ארוס A1, משוגר לחלל. הלוויין, ששוגר מסיביר על גבי משגר רוסי, נועד לצילום תמונות מפורטות של מקומות שונים בעולם – בין אם לצרכי ביון, תכנון ערים ועוד. שיטת הפעולה היא שהלקוח מקבל את השליטה על הלוויין מבלי שמפעילי הלוויין ידעו מה החליט לצלם. הלוויין היה הראשון בסדרת לווייני צילום מסחריים שתוכננו על ידי התעשייה האווירית עבור חברה פרטית שבבעלותה ובבעלות אלביט ומשקיעים אחרים. בסופו של דבר אמורים להיות משוגרים 6 לוויינים לכיסוי מלא של כדור-הארץ; עד כה שוגרו רק שניים.

16 ימים נשאנו עינינו לחלל, כאשר האסטרונאוט הישראלי הראשון, אילן רמון, עופף לו חסר משקל יחד עם ששת אנשי צוות מעבורת הקולומביה, מספר כמה הוא מתרגש להגשים חלום. בתום המסע התפרקה המעבורת עם כניסתה לאטמוספרה וכל הצוות נספה. האסון הכבד הדהד ברחבי העולם. משימתו הראשונה של רמון בחלל היתה אמורה להיות האחרונה של המעבורת ואיש לא שיער שכך זה יסתיים. בעקבות האסון, צי המעבורות קורקע. ועדת חקירה שהוקמה לאחר מכן מצאה ליקויים מנהלתיים וטכניים שהובילו להתפרקות. 

ישראל משגרת לחלל את הלווין גורווין טכסאט 2. הלוויין, שהחל את דרכו כפרויקט של סטודנטים בטכניון בליווי של אנשי הסגל, היה קטן: הוא שקל 50 ק״ג, גודלו 50X50 סנטימטרים והוא צרך 17 ואט. את החומרה שלו תרמו חברות ישראלית שביקשו לבחון פיתוחים חדשים בתנאי חלל. הלויין שימש לניסויים מדעיים, וכלל בין היתר מד אוזון, גלאי חלקיקים כבדים, גלאי קרינת X. גם אגודת חובבי הרדיו בישראל נהנתה משירותיו של הלווין, לאחר שהחלה להפעיל תחנת קרקע שאפשרה האזנה ושידור ללוויין על ידי חובבי רדיו מכל העולם.

מתחיל "המירוץ לחלל", שהונע על ידי תחרות על העליונות בטכנולוגיה ובחקר החלל בין ארצות-הברית לברית המועצות, במסגרת המלחמה הקרה שהתנהלה ביניהם לאחר מלחמת העולם השנייה. במחצית השנייה של שנות החמישים הובילה ברית המועצות בתחרות זו, ככשיגרה למסלול הקפה סביב כדור-הארץ את הלווין הראשון – ספוטניק – את היונק הראשון – הכלבה לייקה – ואת האדם הראשון – יורי גגארין. אלא שבשנות השישים הצליחה ארצות הברית להנחית לראשונה בני אדם על הירח, ומאז שמרה על העליונות עד התפרקות ברית המועצות.

ספוטניק 1, הלוויין הראשון בחלל ששיגרה ברית המועצות, מסמן את יריית הפתיחה של המירוץ לחלל בינה לבין ארצות הברית. אמנם כל יכולותיו של ספוטניק – כדור מתכת בקוטר חצי מטר - הסתכמו בשידור אותות מורס אודות האטמוספירה העליונה, אך בריה"מ עשתה היסטוריה והלוויין שלה היה הישג חסר תקדים. ארצות הברית ספגה מהלומה קשה ליוקרתה כמעצמה מובילה, שעליה היא פיצתה רק בסוף שנות השישים כשהנחיתה אדם על הירח. מעבר למאבקי המלחמה הקרה, שיגור ספוטניק היווה נקודת תפנית סמלית בתולדות המין האנושי, שלראשונה הצליח להשתחרר מגבולות כדור-הארץ ולהגיע לאטמוספרה באמצעות שליח מלאכותי.

ברית המועצות משגרת לחלל את הלווין ספוטניק 2 ובו הכלבה לייקה, היונק הראשון בחלל. לייקה שוגרה לחלל כחודש בלבד אחרי ספוטניק 1 – העצם האנושי הראשון ששוגר לחלל. היא התחילה את חייה ככלבת רחוב וסיימה אותם כיצור החי הראשון ששוגר לחלל בלי כל סיכוי שישוב בחיים. במשך שנים הגרסה הסובייטית הרשמית היתה שלייקה הומתה המתת חסד לפני התפרקות החללית באטמוספרה, אך למעשה היא מתה שעות ספורות לאחר השיגור בשל מהתחממות יתר. עם זאת, הניסוי הראה שיצור חי יכול לשרוד שיגור שכזה.

בכל פעם שאנו מביטים לירח אנו זוכים לראות את אותם פנים, הולכות ומתמלאות או מתחסרות במשך החודש. על גב הירח אפשר היה רק לחלום או לשיר שירים, כמו להקת פינק פלויד עם "הצד האפל של הירח", שאינו כזה אפל כמו שחושבים. אך כשברית המועצות שלחה לשם חללית, קיבלנו הצצה לחלק הרחוק והנסתר הזה. לונה 3 היתה חלק מתוכנית בת 15 משימות, שפעלה בין 1959 ל- 1976 ופרצה דרך בתחום חקר הירח. תוכנית לונה היתה למעשה הפעם הראשונה שהאנושות הגיעה כל כך קרוב לעולם אחר, זר, במערכת השמש.

יורי גגארין עושה את מה שמעטים העזו לחלום: חוצה את גבול השמיים, שעד אז היה הגבול האחרון של האנושות, מגיע לחלל עם החללית ווסטוק, ומשלים הקפה שלמה סביב כדור הארץ לפני שהוא חוזר בשלום לארצו, ברית המועצות. קבלו עשר עובדות מפתיעות

אחרי מאות שנים שבני אדם ידעו על קיומם של כוכבי הלכת הגיע הזמן לשלוח סופסוף חללית לביקור. לאחר מסע בן שבעה חודשים וחצי בחלל הריק, מארינר 4 ביצעה את היעף הראשון בהיסטוריה על פני כוכב לכת וצילמה אותו. מאדים. פני השטח המדבריים שאנו מכירים מכדור הארץ הציתו פליאה בכל מי שצפה בתמונות ההן. עולם כה קרוב ועם זאת כה קרוב. אין פלא שאחת השאלות שהתעוררו היתה: האם במאדים התקיימו פעם (או קיימים כיום) חיים?

הקוסמונאוט אלכסיי ליאונוב יוצא מהחללית ווסחוד 2 ומבצע לראשונה בהיסטוריה הליכת חלל. לאחר שליאונוב סיים את לבצע הליכת החלל התקדימית, הוא התקשה לחזור לחללית מכיוון שחליפת החלל שלו התנפחה כתוצאה מלחץ האוויר, והוא לא הצליח לעבור דרך פתח החללית. לבסוף, לאחר מאמצים רבים, הצליח להידחק חזרה פנימה. פעילות חוץ-רכבית היא עניין מסוכן למדי בשל אפשרות של קריעת חליפת החלל בעקבות מגע עם רכב החלל או פגיעה של חפץ כלשהו, כמו גם התנגשות עם ״זבל״ חלל – שיירים של לוויינים ועצמים קטנים אחרים המקיפים את כדור-הארץ.

להנחית חללית על קרקע של עולם אחר בחלל, נחיתה רכה שתאפשר גם שידור מידע ותצלומים מפני השטח. את החלום הזה הגשימו לראשונה הסובייטים ב- 30 בינואר עם הגשושית לונה 9. לונה היתה רק אחת מבין 15 משימות שהושלמו בהצלחה ופרצו דרך בתחום חקר החלל בכלל וחקר הירח בפרט.

החללית האמריקנית אפולו 11 עושה היסטוריה לאחר שהיא נוחתת בהצלחה על הירח, וניל ארמסטרונג מניח לראשונה את כף רגלו על אדמת הלוויין האפור של כדור-הארץ: "זהו צעד קטן לאדם, זינוק אדיר לאנושות״, היו מילותיו הראשונות. אלא שזמן קצר קודם לכן האירוע ההיסטורי היה יכול להיגמר באסון, כשבאז אלדרין וניל ארמסטרונג התקשו למצוא אתר נוח על הירח עבור רכב הנחיתה, והדלק החל לאזול. ארמסטרונג היה בעברו טייס ניסוי מנוסה ומוכשר, והוא השלים את משימת הנחיתה בהצלחה. גם פה מילותיו בלתי נשכחות: ״יוסטון, כאן בסיס השלווה, הנשר נחת״. ההישג האדיר נחשב על ידי רבים עד היום למהלך שהכריע את המרוץ לחלל מול הסובייטים.

יורי גגארין עושה את מה שמעטים העזו לחלום: חוצה את גבול השמיים, שעד אז היה הגבול האחרון של האנושות, מגיע לחלל עם החללית ווסטוק, ומשלים הקפה שלמה סביב כדור הארץ לפני שהוא חוזר בשלום לארצו, ברית המועצות. קבלו עשר עובדות מפתיעות

הקוסמונאוט אלכסיי ליאונוב יוצא מהחללית ווסחוד 2 ומבצע לראשונה בהיסטוריה הליכת חלל. לאחר שליאונוב סיים את לבצע הליכת החלל התקדימית, הוא התקשה לחזור לחללית מכיוון שחליפת החלל שלו התנפחה כתוצאה מלחץ האוויר, והוא לא הצליח לעבור דרך פתח החללית. לבסוף, לאחר מאמצים רבים, הצליח להידחק חזרה פנימה. פעילות חוץ-רכבית היא עניין מסוכן למדי בשל אפשרות של קריעת חליפת החלל בעקבות מגע עם רכב החלל או פגיעה של חפץ כלשהו, כמו גם התנגשות עם ״זבל״ חלל – שיירים של לוויינים ועצמים קטנים אחרים המקיפים את כדור-הארץ.

החללית האמריקנית אפולו 11 עושה היסטוריה לאחר שהיא נוחתת בהצלחה על הירח, וניל ארמסטרונג מניח לראשונה את כף רגלו על אדמת הלוויין האפור של כדור-הארץ: "זהו צעד קטן לאדם, זינוק אדיר לאנושות״, היו מילותיו הראשונות. אלא שזמן קצר קודם לכן האירוע ההיסטורי היה יכול להיגמר באסון, כשבאז אלדרין וניל ארמסטרונג התקשו למצוא אתר נוח על הירח עבור רכב הנחיתה, והדלק החל לאזול. ארמסטרונג היה בעברו טייס ניסוי מנוסה ומוכשר, והוא השלים את משימת הנחיתה בהצלחה. גם פה מילותיו בלתי נשכחות: ״יוסטון, כאן בסיס השלווה, הנשר נחת״. ההישג האדיר נחשב על ידי רבים עד היום למהלך שהכריע את המרוץ לחלל מול הסובייטים.

תחנת החלל הראשונה, סאליוט 1, שוגרה על ידי בריה"מ בעודה לא מאוישת והצוות הראשון שהגיע אליה לא הצליח להיכנס לתוכה מכיוון שכשל לעגון. הצוות השני, ששוגר בחללית סויוז 11, שהה על סיפון התחנה 23 ימים אך המשימה נגמרה באסון לאחר ששסתום האחדת הלחץ בקפסולה שהחזירה את שלושת הקוסמונואטים נפתח לפני הזמן המיועד. האוויר בחללית שוחרר, ועם חזרת הקפסולה התברר שכל הצוות מת בדרך חזרה. בעקבות זאת כל המשימות לתחנה הושעו, ומספר חודשים לאחר מכן התפרקה תחנת החלל בכניסתה לאטמוספרה.

עם חזרתה של החללית אפולו 17 ממשימתה על פני הירח, מגיעה לסיומה תכנית אפולו של נאס״א. אפולו 17 – השיגור ה-11 של בני אדם לירח – הייתה המשימה המאוישת האחרונה מעבר למסלול כדור הארץ. תוכנית אפולו הסתיימה על רקע עלויותיה האדירות: בתחילת שנות השישים, ההערכה הייתה כי התוכנית תעלה 7 מיליארד דולר, אך העלות הסופית של כל התוכנית האמירה ל-23 מיליארד דולר. שלוש משימות נוספות תוכננו – אפולו 18, 19 ו-20 – אך צמצום בתקציב הוביל לביטולן ולמעבר לעידן מעבורות החלל.

תחנת החלל האמריקנית הראשונה סקיילאב משוגרת למסלול הקפה סביב כדור-ארץ. בזמן שיגורה ניתק מהתחנה מגן המיקרו-מטאוריטים שלה, וכתוצאה התחנה לא יכלה לייצר אנרגיה ולסוות את הטמפרטורות הנמוכות של החלל. הצוות הראשון שהגיע לסקיילאב טיפל בבעיה והתקין מגן חדש. בשנות פעילותה, שלושה צוותים של אסטרונאוטים שוגרה אליה למשימות מחקר ממושכות. תחנת החלל כללה בין היתר מעבדה ומצפה כוכבים, ונבחנה בה לראשונה שהייה ממשוכת של בני אדם בחלל. ב-1979 חדרה התחנה לאמטוספרה ושרידיה התרסקו באוסטרליה.

ארצות הברית משגרת לחלל את מעבורת החלל הראשונה, קולומביה. היתה זו המעבורת הרב-שימושית הראשונה בהיסטוריה של חקר החלל, והיא היתה החללית הראשונה ששוגרה לחלל כשהיא מאוישת, מבלי שתקדים אותה טיסת ניסוי בלתי מאוישת. למעבורת זו צורפו לאחר מכן גם המעבורות צ׳לנג׳ר, דיסקברי, אטלנטס ואנדבר. המעבורת קולומביה ביצעה בסך הכל 28 משימות עד אסון התפרקותה באטמוספרה ב-2003. באסון זה נהרגו שבעה אסטרונאוטים, וביניהם גם אל״מ אילן רימון – האסטרונאוט הישראלי הראשון.

אסון מעבורת החלל צ'לנג'ר מזעזע את ארצות הברית והעולם. 73 שניות לאחר המראתה ממרכז החלל קנדי בפלורידה, התפוצצה המעבורת באוויר. שבעת אנשי צוותה נספו מייד. החקירה שלאחר האסון זיהתה אטם שנפגם בשל הטמפרטורה הנמוכה ביום השיגור, כך שגזים נפלטו ממנו וחיממו את מכל הדלק הנוזלי הגדול עד התפוצצותו. היה זה האסון הראשון של נאס״א שלא התרחש על פני הקרקע, והוא הביא לקרקוע טיסות המעבורות לתקופה של שנה וחצי.המסקנות מחקירת האסון הכבד הובילו לשינויים מרחיקי לכת בתכנית החלל של ארצות הברית. בין היתר השיגורים של המעבורות צומצמו מפעם בשבועיים לפעם בחודשיים.

ברית המועצות משגרת את מעבורת החלל בוראן (סופת שלג) לטיסת מבחן יחידה, ללא צוות. המעבורת פותחה כמענה סובייטי לתוכנית מעבורות החלל של ארה״ב. כשבוראן נחשפה לראשונה התגלה הדמיון הרב שלה למעבורת החלל קולומביה, ורבים העריכו שפיתוחה היה תוצר של ריגול. אלא שכיום ידוע שכל המערכות הפנימיים היו פיתוחים עצמאיים של תוכנית החלל הסובייטית, ושהדמיון החיצוני בצורה ובצבעי המעבורות כנראה נבע מצרכים ממשיים, אווירודינאמיים אחרים. ב-2002 נהרסה המעבורת בהתמוטטות האנגר שגרמה למותם של 8 בני אדם. ניתן לקנות כיום חלקים מדגם האב של בוראן באינטרנט.

תחילת שיתוף הפעולה בין תוכנית מעבורות החלל של ארה״ב ופרויקט תחנת החלל מיר הרוסית. שיתוף הפעולה הרוסי-אמריקאי כלל שיגור 11 מעבורות לתחנת החלל מיר, כחלק מניסיונה של ארה״ב ללמוד מניסיון רוסיה בשהייה ממושכת בחלל וכחלק מחיזוק שיתוף הפעולה בין שתי המדינות. התוכנית, שצמחה מתוך הסכם בין נשיא ארה״ב ג׳ורג׳ וו. בוש ונשיא רוסיה בוריס ילצין ב-1992, אפשרה לארה״ב לתמוך במימון תוכנית החלל הרוסית הבלתי יציבה שלא באופן ישיר, ותרמה לשיתופי פעולה נוספים בין המדינות, ובראש ובראשונה בניית תחנת החלל הבינלאומית.

הרכיב הראשון של תחנת החלל הבינלאומית משוגר למסלולו. רכיב זה, הקרוי ״זאריה״, סיפק כוח חשמלי, מקום איחסון והנעה בתהליך הראשון של איסוף חלקי התחנה ובנייתה. תחנת החלל הבינלאומית – העצם המלאכותי הגדול ביותר המקיף את כדור-הארץ – היא למעשה שילוב של תחנות חלל שתוכננו בנפרד על ידי ארצות הברית, רוסיה, אירופה ויפן. עם תום בנייתה, התחנה מורכבת כיום מ-15 יחידות מדוחסות אוויר, 16 לוחות סולריים גדולים ו-4 לוחות קטנים יותר. אסטרונאוטים הקדישו כ-155 הליכות חלל, שהצטברו ליותר מ-973 שעות של פעילות חוץ-רכבית, לבניי התחנה.

16 ימים נשאנו עינינו לחלל, כאשר האסטרונאוט הישראלי הראשון, אילן רמון, עופף לו חסר משקל יחד עם ששת אנשי צוות מעבורת הקולומביה, מספר כמה הוא מתרגש להגשים חלום. בתום המסע התפרקה המעבורת עם כניסתה לאטמוספרה וכל הצוות נספה. האסון הכבד הדהד ברחבי העולם. משימתו הראשונה של רמון בחלל היתה אמורה להיות האחרונה של המעבורת ואיש לא שיער שכך זה יסתיים. בעקבות האסון, צי המעבורות קורקע. ועדת חקירה שהוקמה לאחר מכן מצאה ליקויים מנהלתיים וטכניים שהובילו להתפרקות. 

סין משגרת לראשונה חללית מאוישת לחלל - שנג'ואו 5 - ובה הטייקונאוט הסיני הראשון יאנג ליוואי. שיגור זה סימן את הצטרפות סין למועדון המדינות שהצליחו להטיס אדם לחלל באופן עצמאי, 42 שנה אחרי רוסיה (ברית המועצות) וארצות הברית. התוכנית הסינית הראשונה לשיגור אדם לחלל החלה כבר ב-1968 אבל היא בוטלה בשל העדר תקציבים. תוכנית החלל שנג׳ואו (בסינית: ספינת אלוהית) החלה ב-1992, כשארבע הטיסות הראשונות היו לא מאוישות. המטרה המרכזית של התוכנית היתה יצירת תחנת חלל סינית מאוישת.

הליכת חלל ראשונה לטייקונאוט סיני, במסגרת משימת שנג'ואו 7. הייתה זו המשימה השלישית המאוישת של סין לחלל, שלראשונה כללה שלושה אנשי צוות. מי שביצע את הליכת החלל היה הטייקונאוט ג׳אי ג׳יגאנג, שבילה בחלל 21 דקות בסך הכל. בין היתר הוא החזיר אל תוך החללית דגימות שנחשפו לתנאי החלל כחלק מניסוי מדעי, ביצע מספר תמרונים וכמובן נופף בדגל סין.

נחיתתה של המעבורת אטלנטיס לאחר משימה בתחנת החלל הבינלאומית מסמנת את תום עידן מעבורות החלל של ארצות-הברית. תוכנית המעבורות כללה 135 משימות לאורך שלושים שנה, והיא היוותה המשך לתוכנית אפולו: במקום משימות חד-פעמיות, המעבורות אפשרו לראשונה שימוש חוזר בכלי הטיס. השיגור הראשון של מעבורת לחלל היה ב-1981. קולומביה היתה הראשונה, ואליה הצטרפו צ׳לנג׳ר, דיסקברי, אטלנטיס ואנדוור. הן שימשו לניסויים מדעיים כמו למשל בחינת ההשפעה של שהות ממושכת בחלל, ואפשרו את הקמת תחנת החלל הבינלאומי כמו גם שלושה טלסקופי חלל – בהם הטלסקופ האבל.

הסופר ז'ול ורן כותב את ספרו "מהארץ לירח", המתאר טיסה לחלל. ורן לא הסתפק בבדיון וערך חישובים - לא תמיד מופרכים - כדי לבסס את סיפורו. מעבר לכך שחזה את הקשר בין תעשיית המלחמה לתעופת חלל - מועדון העוסק בתותחים ובכלי נשק הוא המקדם את המסע לירח, באמצעות תותח - יש הרואים דמיון בין המסע לחלל של ורן לבין פרויקט אפולו שהטיס את האדם הראשון לירח בחלוף יותר ממאה שנים. כך למשל, התותח המטיס את ספינת החלל נקרא ״הקולומביאד״ בעוד תא הפיקוד של אפולו 11 נקרא קולומביה, ובדומה למשימת אפולו לירח, גם המסע לירח של ורן יוצא מפלורידה.

רוברט גודארד, אבי מדע הטילים המודרני, משגר את הרקטה הראשונה המונעת בדלק נוזלי. גודארד מימן מכיסו את ניסוי הרקטה, שהגביהה ל-12.5 מטרים מעל פני הקרקע. הוא היה המדען הראשון שהבין את הפוטנציאל של רקטות לתעופת חלל; כשמדענים אמריקאים החלו לחקור את התחום הם גילו שעליהם להסתמך על עבודתו. שורשי כל מחקריו מצויים ביום גורלי אחד בילדותו, אז טיפס אז על עץ דובדבנים ופנטז על רקטה שתגיע למאדים. לימים הוא סיפר שכאשר ירד מהעץ, כבר היה ילד אחר: ״הקיום סוף סוף קיבל תכלית״.

ניסוי מוצלח ראשון לשיגור הטיל הגרמני V2, המסמן פריצת דרך לתעופת החלל. ה-V2, הטיל הבליסטי הראשון בעולם, שימש את הנאצים במלחמת העולם השנייה נגד מטרות בריטיות ובלגיות; בשל חוסר הדיוק שלו הוא כוון בעיקר לערים. הטיל גרם למותם של כ-7,250 אזרחים וחיילים כמו גם 20,000 עובדי כפיה, בהם יהודים רבים ושבויים סובייטים, שמתו בתהליך ייצורו. על אף הזוועות האלה, השפעתו המרכזית לא היתה על תוצאות המלחמה אלא לאחריה, כששימש לפיתוח מסע לחלל וטילים בליסטיים בין יבשתיים.

שישה כרכי ספר בשם יבשושי - "על מסלולם של גרמי השמים" - הולידו מהפיכה מחשבתית שזיעזעה את העולם המערבי. ליבה של המהפיכה היא התורה ההליוצנטרית: האסטרונום הפולני ניקולאוס קוֹפֶּרְנִיקוּס טוען שלא רק שהאדם וכדו"א אינם מרכז היקום, אלא שגם כוכבי הלכת סובבים סביב השמש. מדענים לא העזו לאמץ אותה בפרהסייה, כיוון שפחדו מהכנסיה. האגדה מספרת כי העותק הראשון של ספרו המכונן של קופרניקוס הגיע לידיו ממש ביום מותו וכי התעורר לרגע קט, הביט בספר ומת בשלווה.

מהמהפיכה הקופרניקאית שהחלה ב- 1543, נבטו רעיונות קשים לעיכול. איך אפשר היה לדמיין אז את טענתו של האסטרונום האיטלקי ג'יורדנו ברונו ב- 1584, שהיקום אינסופי ושאין בו מרכז כלל? ברונו אף טען כי כוכבי השמיים הם שמשות עם כוכבי לכת משל עצמן, מה שאומר שעשויים להיות קיימים עולמות נוספים רבים מספור. ב- 1600 הוא הוצא להורג בשריפה על ידי האינקוויזיציה, כשלשונו ממוסמרת ללסתו ושקית אבק שריפה לראשו.

האסטרונום הדֵני אולף רומר מספק את הנתונים לחישוב מהירות האור - בהסתמך על תזמון מדויק של ליקויים של איו, אחד מירחי צדק. כריסטיאן הויגנס השתמש בנתונים של רומר כדי להעריך שמהירות האור היא 220,000 קילומטרים בשנייה – תוצאה לא רעה בכלל בהתחשב בתקופה ובתנאים (מהירות האור היא כ-300,000 קילומטרים בשנייה). התיאוריה של רומר נחשבה שנויה במחלוקת, והוא מעולם לא הצליח לשכנע את קאסיני, מנהל מצפה הכוכבים המלכותי בפריז, שם עבד. רק שני עשורים לאחר מותו זכו ממצאיו לאישוש ולתמיכה נרחבת.

הכומר הגיאולוג האנגלי ג׳ון מישל מעלה לראשונה את הרעיון כי ייתכן גוף שמסתו כה גדולה שאפילו אור אינו יכול להימלט ממנו – רעיון המבשר את החור השחור. הרעיון התאפשר על בסיס התיאוריה הניוטונית של כבידה. מהירות האור היתה ידועה בקירוב בתקופה זו, וכך גם המושג מהירות מילוט. אך מישל לא דמיין חור שחור כפי שאנו מבינים אותו כיום אלא גוף שהרדיוס שלו גדול פי 500 מהשמש, עם צפיפות דומה. 13 שנה לאחר מכן הציע המתמטיקאי הצרפתי פייר סימון הונורה דה-לפלס רעיון דומה, כנראה מבלי שהכיר את הצעתו של מישל.

האסטרונום האמריקני אדווין האבל מכריע מחלוקת מדעית בת יותר ממאה שנה ומראה שגלקסיית אנדרומדה – ובתוך כך גם שאר הגלקסיות – אינה ערפילית בשביל החלב אלא גוף מרוחק של צבירי כוכבים. הוא גם מחשב לראשונה את המרחק אליה. האבל התבסס על עבודת החוקרת האמריקנית הנרייטה לוויט באשר למשתנים קפאידים – כוכבים שלהם בהירות המשתנה במחזוריות. לוויט הראתה שזמן מחזור הבהירות של הקפאידים מאפשר לזהות את הבהירות המוחלטת שלהם – כלומר מאפשר לדעת באיזה מרחק הם נמצאים מכדור-הארץ. תגלית זו אפשרה להשתמש בקפאידים ככלים למדידת מרחקים ביקום. הדבר אפשר לראשונה מדידת מרחקים מעבר לשביל החלב.

האסטרונום הבלגי ג'ורג' למטר מציע מודל תיאורטי שלפיו היקום מתפשט מאז היווצרותו; בכך הוא הראשון המעלה את רעיון המפץ הגדול. במאמר שפרסם בכתב עת בלגי לא מוכר, הוא העלה לראשונה את הרעיון שהיקום התפשט מנקודה ראשונית - ״האטום הקדמוני”. כשאיינשטיין נפגש עם למטר, אמר לו: ״החישובים שלך נכונים, אבל הפיזיקה שלך איומה״. רק שלוש שנים לאחר פרסום המאמר החל רעיונו של למטר לקבל תשומת לב. גם איינשיין שינה את דעתו, ואחרי הרצאה של למטר ב-1933 הוא אמר: ״זה ההסבר היפה והמספק ביותר לבריאה ששמעתי מעודי״.

האסטרונום האמריקני אדווין האבל מראה כי יש יחס ישר בין מרחקן של גלקסיות מאתנו ובין מהירות התרחקותן מאתנו - ככל שגלקסיה רחוקה מאתנו יותר, היא ממשיכה להתרחק מאתנו במהירות גבוהה יותר. ההבנה הזאת הרבה יותר דרמטית ממה שהיא נשמעת: משמעותה שהיקום מתפשט. מסיבה זו היווה הגילוי ראיה תומכת לתיאוריית המפץ הגדול. כמו כן, התובנה הזאת משמשת עד היום לחישוב גיל היקום. היחס בין מרחק למהירות ההתרחקות ידוע כיום כקבוע האבל; בעוד הערך של הקבוע השתנה לאורך השנים, העיקרון נותר על כנו.

האסטרונום האמריקני פרד הויל טובע את המונח "מפץ גדול״ (Big Bang) ככינוי גנאי לתיאוריה שהוא מתנגד חריף לה. לאחר מלחמת העולם השנייה פיתח הויל עם עמיתים תיאוריה מתחרה: מודל המצב היציב. לפי מודל זה, היקום היה קיים תמיד. במענה לתופעת ההתרחקות של גלקסיות זו מזו, שאותה זיהה האסטרונום האבל, הויל טען שגלקסיות חדשות נוצרות כל הזמן, יש מאין, וממלאות את התווך שנוצר על ידי ההתרחקות. המודל הזה נדחה לבסוף, אך כינוי הגנאי של הויל לתיאוריה המתחרה דווקא תפס – כמו התיאוריה עצמה.

רוברט וילסון וארנו פנזיאס, מדענים בחברת בל, מגלים את קרינת הרקע הקוסמית, הד למפץ הגדול. בכך הם מכריעים בין שני המודלים שהתחרו אז על הסברת התפתחות היקום – המפץ הגדול והמודל היציב. קרינת הרקע הקוסמית היא הקרינה האלקטרומגנטית הקדומה ביותר שנוצרה בשלבים הראשונים של התפתחות היקום ולכן מגיעה כיום מכל כיוון ביקום. וילסון ופנזיאס גילו את הקרינה במקרה בזמן שעבדו על דגם חדש של אנטנה וזיהו רעש רקע של קרינה שמגיעה מכל כיוון בעוצמה שווה. אחת מהאפשרויות שהן בחנו הייתה שמקור הרעש מלשלשת יונים! הם זכו על תגליתם בפרס נובל לפיזיקה.

המעבורת דיסקברי של נאס"א משגרת את טלסקופ החלל האבל - על שם האסטרונום אדווין האבל - למסלול הקפה סביב כדור-הארץ. להאבל מראה בקוטר 2.4 מטר, והוא סיפק את התצלומים האיכותיים הראשונים בהפרדה גבוהה של גרמי שמים רחוקים. הוא נחשב אחד הכלים החשובים ביותר בהיסטוריה של חקר החלל ותצלומיו המרהיבים הפכו לשם דבר ברחבי העולם. הטלסקופ תרם להערכת מידת האצת התפשטות היקום; סיפק תמונות חדשות של גלקסיות מהיקום הקדום, ושפך אור על תופעות הקוואזרים, תהליכי התנגשות בין גלקסיות, היווצרות כוכבים ומערכות פלנטריות, סופרנובות ועוד. תרומותיו למחקר בלתי נדלות.

הלווין האמריקני COBE מגלה חוסר אחידות בקרינת הרקע הקוסמית, וחושף את הזרעים הקדומים ביותר שמהם התפתחו בהמשך הגלקסיות. קרינת הרקע הקוסמית היא הקרינה האלקטרומגנטית הקדומה ביותר שנוצרה בשלבים הראשונים של התפתחות היקום ולכן מגיעה כיום מכל כיוון ביקום. המצלמות הרגישות של COBE הצליחו לזהות לראשונה הבדלים קטנים בקרינת הרקע, שנראתה עד אז כהומוגנית לחלוטין. מתוך הבדלים ראשוניים אלה התהווה מבנהו של היקום – הגלקסיות, צבירי הגלקסיות וצבירי-העל. מכאן חשיבות הממצאים, שאותם כינה סטיבן הוקינג ״התגלית הגדולה ביותר של המאה העשרים״. פרס הנובל לפיזיקה לשנת 2006 ניתן על תגלית זאת.

נאס"א משגרת לחלל את טלסקופ חלל שפיצר הפועל בתחום הקרינה באורכי גל אינפרה-אדום. הוא קרוי על שם ד״ר ליימן שפיצר, שכבר באמצע שנות ה-40 של המאה ה-20 הציע להציב טלסקופ בחלל. באופן יוצא דופן הוצב הטלסקופ במסלול המקיף את השמש ולא את כדור-הארץ. הטלסקופ תרם רבות לחקר היקום; בין היתר הוא צפה באור שהגיע מכוכבים קדומים מראשית היקום, היה הטלסקופ הראשון שצפה ישירות בכוכבי לכת מחוץ למערכת השמש, ואף גילה טבעת נוספת לשבתאי, שנחשפת באינפרה-אדום.

הלוויין פלאנק של סוכנות החלל האירופית מספק את המידה המדויקת ביותר עד כה של גיל היקום: 13.799 מיליארדי שנים, עם טווח טעות של 21 מיליון שנה (יש עוד זמן ליומולדת 14). הערכת גיל היקום מחושבת כיום על בסיס התגלית החשובה של האבל לפיה מהירות התרחקות גלקסיות מנקודת מבטנו בכדור-הארץ עומדת ביחס ישר למרחקן מאיתנו: ככל שגלקסיה רחוקה יותר, כך היא מתרחקת במהירות גבוהה יותר. "קבוע האבל" מגדיר את היחס הזה בין מהירות למרחק. טלסקופ החלל פלאנק חישב את הערך המדויק ביותר עד כה לקבוע האבל ולפיו מחושב גיל היקום.