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.
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 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
