מ־1946 עסקה NACA בניסויים אווירונאוטיים כדוגמת המטוס העל קוליבל X-1.[4] בתחילת שנות ה-50 של המאה ה-20 הועלה אתגר לשיגור לוויין מלאכותי למסלול סביב כדור הארץ במסגרת השנה הגאופיזית הבין-לאומית (1957–1958). ארצות הברית ניסתה להגיע אל החלל במסגרת תוכנית וונגארד שהפעיל חיל הים האמריקאי, אך ברית המועצות הגיעה לפניה עם שיגור ספוטניק 1 ב־4 באוקטובר 1957. בעקבות הכשלונות האמריקאיים שהצביעו על כך כי לרוסים יש יכולות טכנולוגיות מתקדמות יותר מלארצות הברית (משבר הספוטניק) קרא הקונגרס האמריקאי לטיפול מהיר בסוגיה ונשיא ארצות הברית, דווייט אייזנהאואר, יחד עם יועציו, החלו לפעול בעניין. בסופו של דבר הגיעו להסכם כי תוקם סוכנות פדרלית חדשה שתבוסס על NACA ותהיה אחראית על פעילות החלל האזרחית של ארצות הברית. באותה תקופה הוקמה גם DARPA האחראית בין היתר על פיתוח טכנולוגיות חלל לשימושים צבאיים.
הפעילות המרכזית ביותר של נאס"א היא שליחת משימות חלל, מאוישות ורובוטיות. בתחילה מוקדו משימות נאס"א במרוץ לחלל מול ברית המועצות, אשר ניצחה בסיבובים הראשונים במרוץ בכך ששיגרה את הלוויין הראשון לחלל – ספוטניק 1, ואת האדם הראשון לחלל – יורי גגארין, אך נאס"א ניצחה אותה בסופו של דבר כשהנחיתה את האדם הראשון על הירח. משימות החלל המאוישות המאוחרות יותר נשלחו על מנת לבצע מחקרים שונים בתנאי חוסר המשקל השוררים במסלול סביב כדור הארץ. המשימות הבלתי מאוישות של נאס"א חקרו עד כה את מרבית אזורי וכוכבי הלכת במערכת השמש. כמו כן, שוגרו טלסקופי חלל למסלול סביב כדור הארץ, המספקים מידע מדעי רב ערך על מערכת השמש והיקום. נאס"א שיגרה גם לוויינים וטלסקופים החוקרים את כדור הארץ.
לאחר הבל X-1 של NACA נבנו מטוסי ניסוי נוספים, ביניהם ה־X-15 בשיתוף עם חיל האוויר האמריקאי והצי האמריקאי. ה־X-15 היה מטוס רקטי צר שדמה מאוד לטיל ובתוכו ישב טייס אחד. מטוסי ה־X-15 נישאו לאוויר מתחת לכנפו של מפציץ כבד מסוג B-52 ושוחררו בגובה רב אז הפעילו את מנועיהם. ה־X-15 שבר את שיאי המהירות והגובה של אותה תקופה ו־13 מתוך טיסותיו מוגדרות על ידי חיל האוויר האמריקאי כטיסות חלל.
תוכנית מרקורי החלה ב־1959 והייתה תוכנית החלל המאוישת הראשונה של נאס"א בה היא שלחה אדם למסלול סביב כדור הארץ. ב־5 במאי 1961 האסטרונאוטאלן שפארד היה לאמריקני הראשון בחלל כששוגר על גבי טיל מרקורי־רדסטון למשימת מרקורי־רדסטון 3 בתוך החללית פרידום 7 ושהה 15 דקות בטיסה תת־מסלולית.[9]ג'ון גלן היה לאמריקאי הראשון שהקיף את כדור הארץ בתוך החללית פרנדשיפ 7 ב־20 בפברואר 1962.[10]
באותה תקופה הובילה ברית המועצות במרוץ לחלל. ב־12 באפריל 1961, חודש לפני שיגורו של אלן שפארד, הקוסמונאוט יורי גגארין היה לאדם הראשון בחלל ולראשון שהקיף את כדור הארץ בחלליתו ווסטוק 1.[11] באוגוסט אותה שנה שיגרו הרוסים את ווסטוק 2 שהקיפה את כדור הארץ במשך יום שלם לפני שחזרה בשלום.[12] שיגור רוסי זה גרם לביטול התוכנית האמריקנית לביצוע שיגורים נוספים לטיסות תת־מסלוליות, שלא היוו שום חידוש או התקדמות.[13] שלושה שיגורים מאוישים נוספים למסלול בוצעו במסגרת תוכנית מרקורי לאחר משימת "פרנדשיפ 7", והאחרונה שבהם בוצעה ב־1963.[14] שלוש משימות נוספות בתוכנית בוטלו מפני שהובן כי חללית המרקורי מיצתה את יכולותיה.[13]
התבוסה בסיבוב הראשון במירוץ לחלל גרמה להכרזת התוכנית לכיבוש הירח, תוכנית אפולו, על ידי נשיא ארצות הבריתג'ון פ. קנדי ב־1961, מיד אחרי משימת "פרנדשיפ 7". עם זאת, הוערך כי ההגעה לירח לא תוכל להיעשות בשלב אחד וכי עוד שיגורים למסלול סביב כדור הארץ ידרשו לבחינת טכנולוגיות וטכניקות שונות שידרשו למסע אל הירח.[15]
תוכנית ג'מיני (1962–1966)
המפגש הראשון בהיסטוריה בין שתי חלליות מאוישות בחלל, ג'מיני 6 וג'מיני 7 בדצמבר 1965.
תוכנית ג'מיני התמקדה בביצוע ניסויים ופיתוח טכניקות שנדרשו לביצוע מסע אל הירח. הטיסה המאוישת הראשונה בתוכנית הייתה משימת ג'מיני 3 ב־23 במרץ 1965 שנשאה את ג'ון יאנג ווירג'יל גריסום.[16] תשע משימות נוספות בוצעו לאחר מכן והראו כי שהייה ממושכת של אדם בחלל אפשרית וכי שתי חלליות יכולות להיפגש ולהתחבר בחלל. במשימות אלו נאסף גם מידע מדעי על השפעות השהייה הממושכת בחוסר כבידה על האסטרונאוטים.[17][18] בתוכנית ג'מיני בוצעו גם הליכות החלל הראשונות בתוכנית החלל האמריקאית.
התמרונים שתורגלו במשימות תוכנית ג'מיני יכלו להיות בשימוש בשתי דרכים על מנת להגיע אל הירח: או שחללית הייתה יכולה להישלח למסלול סביב כדור הארץ ואז להיפגש עם שלב רקטי שייקח אותה אל הירח, או שחללית ונחתת היו יכולים להישלח אל הירח על גבי משגר יחיד ואז רק הנחתת תנחת על הירח ותמריא חזרה ותיפגש שוב עם חללית האם (טכניקה זו היא שבוצעה בסופו של דבר בתוכנית אפולו).[19]
תוכנית אפולו היא אחת מתוכניות המחקר היקרות ביותר בתולדות ארצות הברית. עלות התוכנית מוערכת בכ־191 מיליארד דולרים אמריקאיים של ימינו.[20][21] לשם השוואה, תוכנית מנהטן לבניית פצצת האטום עלתה כ־24.4 מיליארד דולר.[20][22] חלליות התוכנית שוגרו על משגרי סטורן שהיו גדולים וחזקים יותר מכל המשגרים והטילים שפותחו עד אז.[23]חללית האפולו שנבנתה עבור התוכנית הייתה גם היא החללית הגדולה ביותר שנבנתה עד אז.
המשימה המאוישת השנייה בתוכנית, אפולו 8, ששוגרה בדצמבר 1968, הייתה הראשונה שהוציאה אסטרונאוטים ממסלול סביב כדור הארץ והביאה אותם למסלול סביב הירח.[24] זמן קצר לפני כן שיגרו הרוסים מספר חלליות במסגרת תוכנית זונד שהביאו בעלי חיים קטנים למסלול סביב הירח וחזרו בשלום לכדור הארץ אך לא יותר מכך. בשתי המשימות שבאו לאחר מכן, אפולו 9 ואפולו 10 תורגלו תמרונים עם רכב הנחיתה הירחי ותאי הפיקוד והשירות, תמרונים שנדרשו לביצוע נחיתה מוצלחת על הירח.[25][26] ב־20 ביולי1969 נחתה אפולו 11 על הירח וניל ארמסטרונג היה לאדם הראשון שהניח את כף רגלו על הירח.[27] חזונו של הנשיא קנדי מ־1961, שחזה נחיתה מאוישת על הירח עד לסוף אותו עשור, הוגשם.
לאחר אפולו 11, 5 משימות נוספות במסגרת התוכנית נחתו בהצלחה על הירח (אפולו 13 לא נחתה על הירח) והאחרונה שבהם, אפולו 17 נחתה בדצמבר 1972. במהלך התוכנית הציבו 12 בני אדם את רגליהם על הירח, והוחזרו לכדור הארץ 381.7 ק"ג של סלעים, אבנים ואבק מקרקע הירח. הנחיתה על הירח סימנה את סוף המירוץ לחלל, וכמחווה הזכיר ארמסטרונג את האנושות כולה כשהציב את רגליו על הירח.[28]
תוכנית אפולו השיגה מספר ציוני דרך חשובים בטיסות חלל מאוישות. תוכנית זו היא היחידה שבמסגרתה נשלחו חלליות מאוישות אל מעבר למסלול לווייני נמוך ונחיתה על גוף שמימי אחר. אפולו 8 הייתה המשימה המאוישת הראשונה שהקיפה גרם שמים אחר ואפולו 17 היא המשימה המאוישת האחרונה ששוגרה אל הירח. התוכנית גרמה לפיתוחם של אמצעים וטכנולוגיות חדשות בתחומים רבים בנוסף לתחום הטילאות והטיסה לחלל כגון טכנולוגיות תעופה, תקשורת ומחשוב. כמו כן נאסף במהלך התוכנית מידע מדעי רב על הירח ומבנהו ועל השפעות השהייה הממושכת בחלל על בני אדם.
סקיילאב (באנגלית: Skylab) הייתה תחנת החלל הראשונה של ארצות הברית.[29] התחנה, במשקל של כ־77,000 ק"ג, שוגרה ב־14 במאי 1973 למסלול לווייני נמוך בגובה 435 ק"מ. התחנה נפגמה בעת השיגור וההגנה התרמית נפגעה יחד עם אחד מהפאנלים הסולאריים שלה. התחנה תוקנה על ידי הצוות הראשון ששוגר אליה במשימת סקיילאב 2. התחנה הייתה מאוישת במצטבר 171 ימים על ידי שלושה צוותים שונים בין 1973 ל־1974.[29] בתחנה בוצעו מחקרים מדעיים שונים על ידי הצוותים ששהו בו. נאס"א תכננה לשלוח מעבורת חלל אל התחנה שתעביר אותה למסלול בטוח וגבוה יותר אך בניית המעבורות לא הסתיימה בזמן והתחנה חדרה לאטמוספירת כדור הארץ ב־11 ביולי 1979, נשרפה והתפרקה, וחלקיה התרסקו באוסטרליה המערבית.[30]
שלושת צוותי התחנה הגיעו אליה על גבי חלליות אפולו ושהו שם לפרקי זמן של 28, 59 ו־84 ימים. אזור המחיה בתוך ספייסלאב היה בנפח 319.8 מטרים מעוקבים, פי 30.7 יותר גדול מנפח המחייה בתא הפיקוד של החללית אפולו.[30]
בשנות ה־70 החלה המלחמה הקרה להתפוגג וכך נולדה תוכנית אפולו־סויוז (ASTP). תוכנית זו הייתה תוכנית החלל המשותפת הראשונה של ארצות הברית יחד עם תוכנית החלל הסובייטית. חללית אפולו וחללית סויוז שוגרו ביולי 1975 ונפגשו בחלל. עבור ארצות הברית הייתה זו טיסת החלל המאוישת האחרונה (והשיגור האחרון של חללית אפולו) עד לשיגור מעבורת החלל קולומביה באפריל 1981.[31]
במשימה בוצעו מספר ניסויים מדעיים, חלקם בנפרד וחלקם בשיתוף שני הצוותים. המשימה סיפקה ניסיון הנדסי למשימות משותפות עתידיות של ארצות הברית ורוסיה כדוגמת תוכנית מיר ומעבורות החלל[32] ותחנת החלל הבינלאומית.
תוכנית מעבורות החלל קיבלה פוקוס מנאס"א החל משנות ה־70 והיוותה את מרכז פעילות נאס"א בתחום הטיסות המאוישות לחלל עד לסיום התוכנית ב־2011. במרכז התוכנית נמצאת מעבורת החלל – חללית מאוישת לשימוש חוזר. 4 מעבורות חלל נבנו עד ל־1985. מעבורת החלל קולומביה שוגרה למשימת המעבורות הראשונה, STS-1, ב־12 באפריל 1981[33] – יום השנה ה־20 לטיסתו של יורי גגארין.[34]
מעבורת החלל הייתה חללית בעלת כנפיים דומה מאוד למטוס שחוברה למכל דלק חיצוני (חד־פעמי) גדול יותר מהמעבורת עצמה ולשתי רקטות האצה שהשתמשו בדלק מוצק (שהיו ניתנות לשימוש חוזר). המעבורת שוגרה למסלול בגובה 185–643 ק"מ[35] ויכלה לשאת מטען מקסימלי של עד 24,400 ק"ג למסלול לווייני נמוך.[36] משימת מעבורת יכלה להימשך בין 5 ל־17 ימים וצוות המעבורת נע בין 2 ל־8 אסטרונאוטים.[35]
ב־20 משימות מעבורות, בין 1983 ל־1998, נשאו המעבורות את מעבדת החלל ספייסלאב, שנבנתה והופעלה יחד עם סוכנות החלל האירופאית. המעבדה הייתה מוכנסת לתא המטען של המעבורת והייתה משוגרת ונוחתת בשלמותה.[37] שורת משימות ידועה נוספת היא משימת השיגור של טלסקופ החלל האבל ומספר משימות שירות אל הטלסקופ במהלכם הוחלפו חלקים פגומים ושודרגו חלקים ישנים. 5 משימות שירות שוגרו אל הטלסקופ, האחרונה שבהם במאי 2009.[38]
במהלך תוכנית מעבורות החלל אירעו שני אסונות, ושתי מעבורות אבדו וצוותיהם (סך הכל 14 אסטרונאוטים) נספו. אסון מעבורת החלל צ'לנג'ר אירע ב־1986 בעת שיגורה של המעבורת צ'לנג'ר למשימת STS-51-L ואסון מעבורת החלל קולומביה אירע בעת חזרת המעבורת קולומביה ממשימת STS-107. לאחר אסון הצ'לנג'ר בנתה נאס"א מעבורת נוספת, אנדוור, שהחליפה את המעבורת צ'לנג'ר שאבדה. למעבורת קולומביה שאבדה ב־2003 לא נבנתה מחליפה. 135 משימות מעבורות שוגרו במסגרת תוכנית המעבורות עד סיומה עם נחיתתה המוצלחת של מעבורת החלל אטלנטיס ב־21 ביולי 2011 במרכז החלל קנדי. התוכנית נמשכה 30 שנה ובמסגרתה שוגרו למעלה מ־300 אסטרונאוטים לחלל.
לאחר סיום התוכנית, נאס"א מממנת את שיגור האסטרונאוטים ברכישת מקומות על חללית הסויוז.
תחנת החלל הבינלאומית היא איחוד של מספר תחנות חלל שתוכננו כמיזמים נפרדים בידי מספר סוכנויות חלל, ובהן: "פרידום" האמריקאית, "מיר־2" הרוסית, "קולומבוס" האירופאית ו"קיבו" היפנית.[39] שורשי המיזם נעוצים בתוכנית מיר ומעבורות החלל בשנת 1994, והמיזם עצמו החל עם שיגור היחידה הראשונה ב־1998 על גבי הטיל הרוסי פרוטון, ונמשך עם שיגור והרכבת חלקים נוספים כחלק ממטען מעבורות החלל, טילי פרוטון ומשגרי סויוז רוסיים.[39]
תפעול תחנת החלל הבינלאומית נעשה על ידי חמש סוכנויות החלל בו־זמנית באמצעות מרכזי שליטה ובקרה הנמצאים בכדור הארץ. הבעלות וזכויות השימוש בתחנה נקבעו בשורה של הסכמים וחוזים[40] הנותנים לסוכנות החלל הפדרלית של רוסיה בעלות מלאה על היחידות שלה,[41] בעוד שאר התחנה נמצאת בבעלות משותפת של ארבע הסוכנויות האחרות.[40] עלות התחנה כולה מוערכת בכ־100 מיליארדאירו והיא נחשבת למבנה היקר ביותר שנוצר אי פעם.
המימון, יכולת המחקר ותפעול התחנה ביעילות, הם קריטיים עקב העלויות הגבוהות. התחנה מקבלת שירות באמצעות חלליות סויוז, פרוגרס, מעבורות החלל (לפני הוצאתן משירות), חלליות ATV ו־H-II Transfer Vehicle, ומבקרים בה אסטרונאוטים וקוסמונאוטים מ־15 אומות שונות.[42]
התחנה מאוישת כיום בצוותים ומשלחות של אסטרונאוטים וקוסמונאוטים המונים עד ל־6 אנשים בכל משלחת ומחזיקה בשיא הנוכחות האנושית הרציפה הארוכה ביותר בחלל, עם פעילות אנושית רציפה מה־31 באוקטובר2000. התחנה צפויה להיות פעילה עד לשנת 2024.[43]
תוכנית קונסטליישן הייתה תוכנית מאוישת שתוכננה על ידי נאס"א ושמטרותיה העיקריות היו פיתוח חלליות מאוישות חדשות (אוריון ואלטאיר) שיחליפו את מעבורות החלל, פיתוח משגרים חדשים (ארס 1 וארס 5), נחיתה על הירח (בסביבות שנת 2020) והקמת מושבת קבע עליה כל זאת כהכנה למשימות מאוישות למאדים לא לפני שנות ה־30 של המאה הנוכחית.
התוכנית החלה את דרכה עם החזון לחקר החלל של נשיא ארצות הברית ג'ורג' וו. בוש בינואר 2004 שכלל את השלמת בניית תחנת החלל הבינלאומית ופרישת מעבורות החלל עד לסביבות 2010.[44]
בהצעת התקציב לשנת 2011 שהגיש נשיא ארצות הברית ברק אובמה לקונגרס נכלל ביטולה המוחלט של תוכנית קונסטליישן[45] וב־1 בפברואר 2010 הוצג התקציב הפדרלי שלא כלל את המשך הפיתוח של התוכנית.[46]
למרות ביטול התוכנית הודיעה נאס"א ב־24 במאי 2011 כי פיתוח החללית אוריון יימשך תחת השם Multi-Purpose Crew Vehicle.[47] כמו כן הודיעה נאס"א בספטמבר 2011 כי היא החלה בתכנון משגר חדש, ה־SLS, שיחליף את ארס־1 ואת ארס־5 וישא את האסטרונאוטים שלה אל מעבר למסלול סביב כדור הארץ.[48]
התוכנית המאוישת המסחרית היא תוכנית חלל מאוישת של נאס"א בשיתוף חברות האווירונאוטיקהבואינג ו-SpaceX.[49] ייעוד התוכנית הוא לשאת אסטרונאוטים אל ומתחנת החלל הבינלאומית ולסייע בהחלפת צוותי התחנה. בתוכנית נעשה שימוש בשתי חלליות; הסטארליינר של בואינג והדרגון 2 של SpaceX. בתוכנית זו, בניגוד לתוכניות מאוישות בעבר ולראשונה בהיסטוריה, אלו הן חברות פרטיות אשר מנהלות בעצמן שיגורי טיסות חלל מסלוליותמאוישות. תוכנית זו באה לאחר כמעט עשור בו הייתה תלויה נאס"א בתוכנית סויוז הרוסית על מנת לשלוח אסטרונאוטים אמריקאים אל תחנת החלל הבינלאומית עקב סיומה של תוכנית מעבורות החלל בשנת 2011. כל משימה בתוכנית המאוישת המסחרית תישא ארבעה אסטרונאוטים אל תחנת החלל הבינלאומית על סיפון הסטארליינר או הדרגון 2, עם אופציה לאסטרונאוט חמישי. חלליות הדרגון 2 משוגרות על משגר הפאלקון 9 וחוזרות לכדור הארץ בצניחה במימי האוקיינוס האטלנטי. חלליות הסטארליינר משוגרות על משגר האטלס 5 ונוחתות על אדמת מערב ארצות הברית עם כריות אוויר. המשימה המבצעית הראשונה של SpaceX מתוכננת לספטמבר 2020 והמשימה המבצעית הראשונה של בואינג מתוכננת לשנת 2023.
מיום הקמתה שיגרה נאס"א עשרות משימות חלל בלתי מאוישות. רבות מהמשימות שוגרו במסגרת תוכניות כמו תוכנית פיוניר ותוכנית ויקינג ומשימות נוספות שוגרו כמשימות יחידות ללא תוכנית אם. כיום כל משימות נאס"א לחקר מערכת השמש משויכות לשלוש תוכניות אם: תוכנית דיסקברי למשימות בעלות נמוכה, תוכנית הגבולות החדשים למשימות בעלות של עד כ־700 מיליון דולר ותוכנית פלאגשיפ למשימות בעלות של 2–3 מיליארד דולרים. הרשימה הבאה כוללת את המשימות הבולטות ביותר של נאס"א.
החל משנת 2011 מופעל תוכנית ElaNa במסגרתה תוך שיתוף פעולה עם אוניברסיטאות אמריקאיות משוגרים לוויינים קטנים לבדיקת טכנולוגיות שונות.
חקר כדור הארץ
תוכנית אקספלורר החלה עם שיגור אקספלורר 1, השיגור המוצלח הראשון של ארצות הברית, ב־31 בינואר 1958 (1 בפברואר לפי UTC) ונמשכת עד היום. עד היום שוגרו למעלה מ־90 לוויינים שתרמו רבות בחקר כדור הארץ וחקר היקום ממסלול סביב כדור הארץ.
תוכנית TIROS היא סדרת לווייני מזג אוויר ששוגרו על ידי נאס"א מ־1960 והיו הראשונים מסוגם. הלוויין האחרון בסדרה, NOAA 19 שוגר ב־2009.
פרויקט אקו הוא פרויקט לווייני התקשורת הפאסיביים הראשון של ארצות הברית.
תוכנית לאנדסאט היא תוכנית במסגרתה שוגרו מספר לוויינים למסלול סביב כדור הארץ ומשם הם מצלמים את כדור הארץ ומספקים מידע מדעי על המתרחש על פניו.
חקר הירח
תוכנית פיוניר המקורית נועדה להשיג טכנולוגיות וידע שנדרשים על מנת להימלט משדה הכבידה של כדור הארץ ולהגיע אל הירח. בהמשך התוכנית נשלחו מספר גשושיות למקומות שונים במערכת השמש על מנת לחקור אותה, שתי גשושיות לחקר כוכב הלכת נוגה, ושתי הגשושיות פיוניר 10 ו־11, שהיו הראשונות שחצו את חגורת האסטרואידים ושלחו תמונות ראשונות של צדק ושבתאי.
תוכנית ריינג'ר הייתה תוכנית לחקר הירח במסגרתה נשלחו גשושיות שהתרסקו על הירח ושלחו תמונות ראשונות של פני הירח מקרוב.
תוכנית לונר אורביטר הייתה תוכנית במסגרתה שוגרו מספר גשושיות שנכנסו למסלול סביב הירח ומיפו את פניו כהכנה לנחיתות המאוישות בתוכנית אפולו.
תוכנית סרוויור הייתה תוכנית במסגרתה בוצעו הנחיתות הרכות הראשונות של ארצות הברית על הירח, גם זאת כהכנה לנחיתות שתוכננו בתוכנית אפולו.
לאחר הפסקה בחקר הירח לאחר עזיבתו בתום משימת אפולו 17 ב־1972 החלה נאס"א לשלוח משימות נוספות אל הירח ביניהם הגשושיות קלמנטין ב־1994, לונר פרוספקטור ב־1998, LRO ב־2009 ו־GRAIL ב־2011.
לאחר הפסקה ארוכה בשנת 2024 שוגרה חללית "פרגרין" שהייתה אמורה לבצע נחיתה על הירח. היעד לא הושג.
חקר מאדים
תוכנית מארינר היא תוכנית במסגרתה שוגרו 10 גשושיות לחקור את כוכבי הלכת חמה, נוגה ומאדים, כאשר 6 מתוכם (3, 4, 6, 7, 8 ו־9) נשלחו אל מאדים.
תוכנית ויקינג היא תוכנית במסגרתה נשלחו שתי נחתות (ושתי חלליות אם) שנחתו על מאדים ב־1976 ושלחו תמונות ראשונות מפניו.
תוכנית מארס רובר היא תוכנית במסגרתה נשלחו שני רוברים אל מאדים (ספיריט ואופרטוניטי) שנחתו על פניו ב־2004 ושלחו מידע מדעי עצום על הכוכב האדום. הרוברים שתוכננו לפעול רק 90 יום כל אחד המשיכו ופעלו עוד זמן רב: ספיריט חדל לפעול ב־2010 ואופרטוניטי חדל לפעול ב-14 בפברואר2019.
תוכנית מארס סקאוט היא תוכנית במסגרתה שוגרה הנחתת פיניקס אל מאדים ב־2007 ובמסגרתה שוגרה הגשושית MAVEN ב־2013. התוכנית כללה משימות רבות נוספות אך היא בוטלה ב־2010 ורק MAVEN שוגרה.
פרסווירנס הוא רובר המשמש במשימת מארס 2020, הוא שוגר ביולי2020 ונחת על מאדים ב-18 בפברואר2021. הרובר משתמש בשבעה מכשירים מדעיים לחקר פני השטח של מאדים. כחלק ממשימתו שחרר הרובר מסוק בעל הנעה חשמלית שחובר לגחונו, וביצע את הטיסה הראשונה של כלי טיס כלשהו מחוץ לאטמוספירה של כדור הארץ.
חקר נוגה, חמה והשמש
במסגרת תוכנית מארינר שוגרו 4 גשושיות (1, 2, 5 ו־10) לחקור את נוגה ומארינר 10 חקרה גם את חמה.
ג'נסיס היא גשושית ששוגרה ב־2001 לאסוף דוגמאות של רוח שמש ולחזור עימם לכדור הארץ. בעקבות כשל במצנח הגשושית היא התרסקה בכדור הארץ עם חזרתה ב־2004. למרות ההתרסקות הצליחו בנאס"א לשחזר כמה מדוגמאות רוח השמש מהריסות הגשושית.
פיוניר 10 ופיוניר 11 היו הגשושיות הראשונות שחצו את חגורת האסטרואידים ושלחו תמונות ראשונות של צדק. פיוניר 11 המשיכה לאחר ביקורה בצדק אל שבתאי והייתה הראשונה ששלחה תמונות שלו ושל טבעותיו מקרוב. הגשושיות שוגרו ב־1972 וב־1973.
תוכנית וויאג'ר הייתה תוכנית במסגרתה שוגרו שתי גשושיות לחקור את כוכבי הלכת החיצוניים במערכת השמש. וויאג'ר 1 חלפה על פני צדק ושבתאי ווויאג'ר 2 חלפה על פני צדק, שבתאי, אוראנוס ונפטון. הגשושיות שוגרו ב־1977.
ניו הורייזונס היא גשושית ששוגרה ב־2006 ונשלחה לחקור את פלוטו ואת ירחיו. חלפה על פלוטו ב־2015 וצילמה את התמונות הראשונות שלו ושל ירחו כארון.
ג'ונו היא גשושית ששוגרה באוגוסט 2011 לחקור את צדק ונכנסה למסלול סביבו ב־4 ביולי 2016.
חקר אסטרואידים ושביטים
NEAR Shoemaker היא גשושית ששוגרה ב־1996 לחקור את ארוס, גוף קרוב ארץ. הגשושית סיימה את משימתה עם נחיתתה המוצלחת על האסטרואיד ב־12 בפברואר 2001.
סטארדאסט היא גשושית ששוגרה ב־1999 ושמטרתה העיקרית הייתה לאסוף אבק מזנבו של השביטווילד 2. הגשושית השלימה את משימתה בהצלחה וקפסולה עם דוגמיות מהאבק נחתה חזרה בכדור הארץ ב־2006.
פגיעה־עמוקה היא גשושית ששוגרה ב־2005 לחקור את הרכבו הפנימי של השביט טמפל 1 על ידי ריסוק גשושית קטנה על פניו.
Dawn (שחר) היא גשושית ששוגרה ב־2007 במטרה לחקור את האסטרואידים הגדולים ביותר בחגורת האסטרואידים: וסטה וקרס.
טלסקופ החלל האבל הוא טלסקופ חלל ששוגר לחלל על גבי מעבורת חלל ב־1990. הטלסקופ שימש ומשמש גם היום לביצוע תצפיות על גלקסיות ותופעות שונות ביקום בו אנו חיים. תצלומים ששצולמו על ידי האבל היוו חומר ניתוח לאסטרונומים ותאורטיקנים ברחבי העולם ושימשו בסיס לכמה מהתגליות הגדולות של האסטרונומיהבמאה ה־20 ובכלל.
מרכז המבקרים של נאס"א בפלורידה – קייפ קנברל – חוף החלל Cape Canaveral
מרכז החלל על שם קנדי (Kennedy Space Center)
מרכז החלל על שם קנדי הוא מתקן חלל פעיל, בו עובדים אסטרונאוטים, חוקרים ומהנדסים על משימות החלל הבאות. חלק מהאנשים העובדים שם, היו בחלל או מתוכננים לטוס לחלל בשנים הקרובות. במרכז מעבורת החלל פועלים אף אסטרונאוטים פעילים. מרכז החלל קנדי כולל בתוכו מרכז מבקרים, בו הושקעו מאות מיליוני דולרים, ובו ניתן לראות עמדת שיגור, חלליות, מיצגים ותערוכות בנושא חקר החלל בעבר ובהווה.
מרכז אפולו/סטורן V
במרכז זה שוכנים טילי החלל סטורן V, משגרי החלל הגדולים ביותר שנוצרו אי פעם ושימשו לנחיתה של חלליות האפולו על הירח. במקום בין היתר, נמצאות אבני ירח אמיתיות שאסטרונאוטים שהיו על הירח הביאו לכדור הארץ.[56]
מנהל נאס"א הוא העומד בראש סוכנות החלל האמריקאית והוא משמש גם כיועץ הבכיר למדעי החלל של נשיא ארצות הברית. משרדי ההנהלה של נאס"א שוכנים במטה הראשי של נאס"א הממוקם בוושינגטון די. סי. והם האחראים על כל פעילויות הסוכנות.
מנהלה הראשון של נאס"א היה קית' גלנן ותחת אחריותו אוחדו תעשיות החלל האמריקאיות עד להרכבת סוכנות חלל אחת – נאס"א.[5]דניאל גולדין היה מנהלה של נאס"א למשך התקופה הארוכה ביותר (9.5 שנים) והוא ידוע בעיקר בטביעת המוטו של תוכנית דיסקברי אותה הוא החל: "זול יותר, מהיר יותר, יעיל יותר".[57] האדם היחיד שהחזיק במשרת מנהל נאס"א פעמיים הוא ג'יימס פלטשר שחזר לראשות נאס"א לאחר אסון הצ'לנג'ר.[58] חלק ממנהלי נאס"א (כולל הנוכחי) היו בעברם אסטרונאוטים שטסו במשימות חלל של נאס"א.
סגן (או סגנית) מנהל נאס"א הוא השני בשרשרת הפיקוד של נאס"א. סגן המנהל מייצג את נאס"א במשרד ההוצאה לפועל של נשיא ארצות הברית, בקונגרס, בפני סוכנויות חלל אחרות ובפני ארגונים שונים.
ב־24 במאי 2009 הודיע הנשיא ברק אובמה על מינויו של צ'ארלס בולדן למנהל נאס"א ועל לורי גארבר כעל סגניתו.[59] הסנאט האמריקאי אישר את המינויים ב־15 ביולי 2009 ובולדן וגרייבר החלו בתפקידם.[60] דווה ניומן החליפה את גרבר בשנת 2015.[61] הם שימשו בתפקיד עד לסיום ממשל הנשיא אובמה ב־20 בינואר 2017. ב-5 בספטמבר 2017 מינה הנשיא טראמפ את בריידנסטין למנהל נאס"א.[62] אולם מינוי אושר לבסוף רק ב-19 באפריל 2018. ב-23 באפריל הושבע והחל כהונתו. בריידנסטין כיהן עד ל-20 בינואר 2021, עם סיום ממשל טראמפ.
נכון ליוני 2021, מנהל נאס"א הוא ביל נלסון וסגניתו היא פמלה מלרוי.
מתקני נאס"א כוללים מרכזי מחקר, מתקני ניסוי, מתקני הרכבה, אתרי שיגור ומרכזי תקשורת המרכיבים יחד את משימת החלל ומתפעלים אותה. המטה המרכזי של נאס"א שוכן בוושינגטון די. סי. ושם שוכנים משרדי ההנהלה הראשיים של הסוכנות.
מרכז החלל קנדי (KSC) הוא ככל הנראה המתקן המוכר והמפורסם ביותר של נאס"א. ממרכז קנדי שוגרו כל משימות החלל המאוישות של ארצות הברית משנת 1968. אף על פי שכיום אין משימות חלל פעילות וגם אין מועד ידוע למשימת החלל המאוישת הבאה של ארצות הברית, מרכז קנדי עדיין אחראי לשיגורם של משימות חלל בלתי מאוישות משלושה כני שיגור פעילים מנמל החלל קייפ קנוורל הצמוד למרכז קנדי. המרכז מוכר בעיקר ממבנה ההרכבה העצום שבו, שהוא המבנה הרביעי בגודלו בעולם בנפחו,[63] ואשר היה הראשון בעולם עם סיום בנייתו ב־1965.[64] המרכז ממוקם במריט איילנד שבפלורידה, צפונית־מערבית לקייפ קנוורל על חוף האוקיינוס האטלנטי. במרכז ישנה מסילת רכבת המופעלת על ידי המרכז ועל גביה מועברים חלקי משגרים ולוויינים אל מתקן ההרכבה ואל כני השיגור. במרכז עובדים כ־13,000 אנשים, כ־2,100 מתוכם עובדי ממשלה והשאר עובדי קבלן.[65]
מרכז טיסות החלל מרשל (MSFC) הוא אחד המרכזים הגדולים של נאס"א. המרכז היה אחראי על פיתוח משגר הסטורן 5 ועל פיתוח מערכות ההנעה של מעבורות החלל. כמו כן הוא היה אחראי על תפעול ספייסלאב, אימון צוותים למשימות מעבורות החלל ותכנון והרכבת תחנת החלל הבינלאומית. המרכז ממוקם ברדסטון ארסנל, אלבאמה.
מרכז המחקר איימס (ARC) הוקם ב־1939 כמרכז מחקר עבור NACA והיה המרכז השני שעבר לאחריות נאס"א עם הקמתה. המרכז ממוקם בעמק הסיליקון שבקליפורניה. המרכז אחראי על תפעולם של מספר משימות חלל של נאס"א, מחשבי-העל של נאס"א, והיא מובילה במחקר בתחום האסטרוביולוגיה. המרכז מפעיל גם את מנהרות הרוח הגדולות ביותר בעולם.
מרכז המחקר לנגלי (LaRC) הוא המרכז הוותיק ביותר בשרות נאס"א. המרכז ממוקם בהמפטון, וירג'יניה. LaRC עוסקת בעיקר במחקר אווירונאוטיקה אך היא הייתה גם אחראית על בחינת רכב הנחיתה של החללית אפולו ועל מספר משימות חלל נוספות. המרכז הוקם ב־1917 ופעל עבור NACA עד להקמת נאס"א ב־1958. במרכז מצויים יותר מ־40 מנהרות רוח המשמשים לביצוע מחקר אווירונאוטי.
מרכז החלל ג'ונסון (JSC) הוא המרכז של נאס"א האחראי על הכשרת אסטרונאוטים, ניהול ובקרה למשימות החלל המאוישות של נאס"א. המרכז ממוקם סמוך ליוסטון, טקסס ויש בו למעלה מ־100 מבנים. המרכז מכונה "מרכז הבקרה" (Mission Control) על שם מרכז הבקרה לטיסות החלל המאוישות הממוקם בו.
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.svg)
.svg)