在载人太空探索方面，NASA（美国国家航空航天局）有望开展重返月球计划，为将来的载人火星登陆探测做好铺垫。在无人太空探索方面，除了月球和火星探索外，木星及其卫星、土星及其卫星的探索也已排上日程。
美国的航天飞机虽然退役了，但NASA目前正在研制新一代的“猎户座”载人飞船。“猎户座”飞船看起来与阿波罗飞船相似，但体积和装载能力更大，每次能够把4至6名宇航员送入国际空间站，也能够把宇航员送上月球，实现载人的重返月球计划，最终的目标是把航天员送到火星。
伴随着载人重返月球计划的实施，多个无人探月任务也在开展之中，这些计划任务的目的包括载人着陆点的观察选取、水资源的寻找、月球大气和尘埃的属性研究、月球重力场探测等，这些探测研究活动的成功开展必然有助于载人登月计划的有效实现。
除了月球之外，在无人太空探索方面，一种重要的探索活动是直接找寻外星生命，这样的探索活动包括在火星上建立无人科学实验室，或者是进行火星采样返回，以获取与生命特征相关的有用信息。另外，NASA和欧空局还计划一系列的行星登陆探索计划，包括对木星、土星等的探索，以确认在这些行星或者它们的卫星上是否存在液态水海洋等。
更远的未来，人类的太空探索活动还包括对小行星的探索研究、太阳系外星体的探索研究、太阳系两极的探索研究。随着科研项目向国际化趋势发展，将来的太空探索活动不应是一个国家的单打独斗，而应由多个国家联合完成。
在今后的太空探索活动中，在星际登陆探测等方面，空间机器人必然扮演关键角色。爱因斯坦说：“想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界上的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉。”科幻《铁甲钢拳》等均展现了未来机器人发展的前景。“可上九天揽月、可下五洋捉鳖”，未来空间机器人的发展必将有效实现人类进入空间、利用空间、控制空间的梦想。
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