Даже когда обширная и успешная программа НАСА по исследованию Луны подходила к концу, Советский Союз продолжал осуществлять свои непилотируемые полеты в сторону Луны по двум программам, «Луна» и «Зонд». Начав в 1959 году с запуска «Луны-1», он провел 20 успешных полетов, установив ряд важных рекордов со словом «впервые»: впервые зонд достиг поверхности Луны; впервые была сфотографирована обратная сторона Луны; впервые была осуществлена мягкая посадка; впервые был запущен орбитальный летательный аппарат; впервые зонд пролетел по лунной орбите и вернулся на Землю. Некоторые из этих сложных действий были повторены до четырех раз. Подобно американским автоматическим космическим станциям, несколько посадок на Луну зондов «Луна» были сделаны с целью получения фотографий лунной поверхности крупным планом, чтобы способствовать осуществлению пилотируемых полетов на Луну с высадкой на ее поверхность.
Обе страны агрессивно двигались вперед, запуская автоматические космические станции не только на Луну, но и к двум соседним планетам — Марсу и Венере. Столетиями эти обе планеты волновали воображение человека. Марс, со своими загадочными «каналами» на поверхности, был темой бесконечных рассуждений о возможности жизни на нем, он был первой «станцией назначения» космической эпохи. В 1960 году Советский Союз сделал две неудачные попытки запустить в сторону Марса свои зонды и еще три — в 1962 году. Одна из этих автоматических станций должна была совершить посадку на Марс. Хотя связь с нею была прервана во время полета, «Марс-1» в июне 1963 года первым пролетел мимо Красной планеты на расстоянии более чем 200 000 км. Два космических аппарата НАСА «Маринер», запущенные в 1964 году в сторону Марса, в июле 1965 года успешно справились со своей задачей: один из них, «Маринер-4» прошел на расстоянии 9800 км от планеты, послал на Землю 22 фотографии с изображением усеянной кратерами поверхности Марса и подтвердил состав его тонкого атмосферного слоя. Проект «Маринер-3» не был полностью успешным, тем не менее в целом полет считали большой победой, так как он способствовал увеличению знаний человека об одной из самых близких к Земле планет. «Маринер-6» и «Маринер-7» успешно продолжали исследование Марса американцами, когда в 1969 году пролетели мимо планеты и послали домой еще сотни фотографий поверхности и данных о температуре атмосферы и ее давлении. Обе страны продолжали отправлять космические аппараты в сторону Марса, хотя русские добились очень скромных успехов, несмотря на их многочисленные попытки. Только один из советских зондов, «Марс-5», успешно облетел и сфотографировал Марс в 1974 году.
Русские были более успешными в своих усилиях по исследованию Венеры, несмотря на то что первой успешной миссией в этом направлении — действительно первым аппаратом с Земли, приблизившимся к другой планете, — был американский космический корабль «Маринер-2». Он пролетел мимо Венеры в декабре 1962 года на расстоянии 34 560 км и послал информацию о температуре планеты и густых облаках, которые ее покрывали. Однако в марте 1966 года русские добились главной победы, когда космический аппарат «Венера-3», созданный в конструкторском бюро Королёва, достиг поверхности Венеры. Впервые автоматическая космическая станция соприкоснулась с другим небесным телом Солнечной системы. Запущенная на четыре дня раньше «Венеры-3» «Венера-2» пролетела мимо раскаленной, укутанной облаками планеты на расстоянии 24 000 км. В 1970 году «Венера-7» стала первой автоматической станцией, которая послала на Землю данные о поверхности другой планеты, — особенно впечатляющее достижение с учетом того, что температура поверхности Венеры равна приблизительно 500 °C. Замечательные успехи русских с аппаратами «Венера» продолжались без каких-либо помех до 70-х годов и значительно дальше, к этой серии исследований можно отнести первые фотографии, посланные с поверхности планеты Венера в 1975 году, и позднее орбитальные полеты с целью составления карты планеты. Соединенные Штаты также продолжали исследования Венеры.
Лишь небольшое число планетарных зондов, которые все были американскими, отправилось за пределы Венеры, Марса и Меркурия. При бескрайности космоса для путешествия к далеким планетам — Юпитеру, Сатурну, Урану, Нептуну и Плутону — требуются автоматические космические станции, которые способны вынести путешествия, длящиеся годами. Первым из этой выносливой когорты был «Пионер-10», запущенный в 1971 году. В декабре 1973 года он пролетел мимо Юпитера и стал первым космическим аппаратом, приблизившимся к этой далекой планете, а также установил другой рекорд, выйдя за пределы Солнечной системы. В декабре 1974 года «Пионер-11» также пролетел мимо Юпитера. Обе космические станции получили цветные фотографии облаков Юпитера. Продолжая свое поразительное космическое путешествие, «Пионер-11» прошел почти пять лет спустя, в сентябре 1979 года, мимо Сатурна, получив информацию о кольцах, окружающих эту планету.
Поближе к дому спутники Земли продолжали преобразовывать жизнь в глобальных масштабах, обеспечивая высокоточные прогнозы погоды и радио- и телевизионную связь. С помощью других спутников составлялись карты Земли и велось шпионское наблюдение за военной деятельностью Советского Союза — американского соперника в холодной войне. Из всех этих космических кораблей спутники связи имели, пожалуй, самое большое значение для жизни средних американцев.
Известный ученый и писатель Артур Кларк предсказал будущее, в котором искусственные спутники будут осуществлять связь на Земле с помощью электроники. Это пророчество он совершил в 1945 году. Он предлагал вывести на геостационарную орбиту три искусственных спутника. (Такие спутники размещаются непосредственно над экватором на высоте 35 584 км.) Они остаются над одной и той же точкой на Земле, совершая за сутки один оборот вокруг планеты. Три таких спутника могли бы «охватить» всю поверхность Земли, как утверждал Кларк, и поэтому могли бы осуществлять глобальную связь. С наступлением космической эры удалось реализовать, хотя и не сразу, концепцию Кларка. Первые спутники связи выполняли значительно менее сложные задачи. Например, в 1958 году военно-воздушные силы запустили целую ракету «Атлас», которая несла магнитофон, передававший послание президента Эйзенхауэра. За этим в 1960 году последовало «Эхо», которое представляло собой летящий по орбите шар, покрытый отражающей пленкой. Он ретранслировал радиосигналы, отражаемые от его поверхности, из одной точки Земли в другую.
Следующим важным достижением спутниковой связи был «Телстар», экспериментальный спутник, запущенный на орбиту НАСА в июле 1962 года для компании AT&T («Американский телеграф и телефон»). «Телстар» впервые успешно передавал телевизионные сигналы, поступающие из Европы в США, что невозможно осуществлять с помощью обычных телевизионных средств. Радиоволны распространяются прямолинейно, то есть, учитывая кривизну поверхности Земли, на расстояние только около 70 км от места трансляции. «Телстар» сделал международное телевидение реальностью путем усиления и ретрансляции телевизионных сигналов через Атлантику. К 1965 году компания Huges Aircraft разработала и отправила на орбиту «Раннюю пташку» (Early Burd), первый в мире коммерческий спутник связи, или «комсат», как его стали называть. «Спутник-1» «Ранняя пташка», точно так, как два десятилетия назад писал Кларк, был выведен на геостационарную орбиту. Он позволил одновременно производить сотни телефонных звонков и явился экономически выгодной альтернативой кабелю, проложенному по дну океана. Однако существовало одно интересное исключение, которое не соответствовало оригинальному предложению Кларка: сигналы, идущие от геостационарного комсата, плохо передаются в северные районы Европы. Для Советского Союза это было важной проблемой, так как большая часть его территории расположена далеко на севере. Русские разрешили эту проблему, разработав свою собственную систему комсатов «Молния», которые двигаются по сильно вытянутой эллиптической орбите, с высоты которой охватывается Северное полушарие.
