深空探测，是指脱离地球引力场，进入太阳系空间和宇宙空间的探测。它主要有两方面的内容：一是对太阳系的各个行星进行深入探测，二是天文观测。
深空探测的意义重大。它可以进一步解答地球是如何起源与演变的、行星和太阳系究竟是如何形成和演化的、人类是不是宇宙中唯一的生命、地球的未来会怎样等一系列问题，同时还有利于人类积极开发和利用空间资源。
在星际探测方面，过去几十年，美国、苏联、欧洲航天局及日本等，先后发射了100多个行星际探测器。既有发向月球的，也有发向金星、水星、火星、木星、土星、海王星和天王星等各大行星的，还有把“镜头”指向我们地球及周边环境的。通过这些深空探测活动，人们所得到的关于太阳系的认识，大大超过了人类数千年来所获有关知识总和的千万倍。
在天文观测方面，今天人类已把各个波段的天文卫星送入太空。其中较大的有美国的伽马射线观测台、先进X射线天体物理设施、红外望远镜设施、“哈勃”空间望远镜等4项，其中以“哈勃”空间望远镜最引人瞩目。
深空探测，是在卫星应用和载人航天取得重大成就的基础上，向更广阔的太阳系空间进行的探索。随着21世纪的到来，深空探测技术，作为人类保护地球、进入宇宙、寻找新的生活家园的唯一手段，引起了世界各国的极大关注。
深空探测能帮助人类研究太阳系及宇宙的起源、演变和现状，使人类进一步认识地球环境的形成和演变，认识空间现象与地球自然系统之间的关系。从现实和长远来看，对深空的探测和开发，具有十分重要的科学和经济意义。深空探测，将是21世纪人类进行空间资源开发与利用、空间科学与技术创新的重要方法。
从1958年美国和前苏联启动探月计划开始，世界发达国家和航天技术大国，都先后开展了多种类型的深空探测活动。
专家指出，对未知世界的探索，是人类文明和科学技术进步发展的永恒动力。对茫茫宇宙的探测，则是人类认识宇宙、探索宇宙的起源、拓展生存空间的必由之路。深空探测，可以解答地球如何起源，人类是否是宇宙的唯一生命、地球的未来将是怎样的等一系列问题。
因此，尽管充满挑战和风险，尽管曾经遭遇失败，但人类迈向深空的脚步，不仅没有停止，反而在不断前进，并且步伐还将越来越快。
1.人类未来高科技的竞技场—太空
其一，太空
太空，是指地球大气层以外的宇宙空间，是大气层空间以外的整个空间。
物理学家将大气分为5层：对流层（海平面至10千米）、平流层（10～40千米）、中间层（40～80千米）、热成层（电离层，80～370千米）和外大气层（电离层，370千米以上）。地球上空的大气，约有3/4在对流层内，97%在平流层以下，平流层的外缘是航空器依靠空气支持而飞行的最高限度。某些高空火箭，可进入中间层。人造卫星的最低轨道，在热成层内，其空气密度为地球表面的1%。在1.6万千米高度，空气继续存在，甚至在10万千米高度，仍有空气粒子。从严格的科学观点来说，空气空间和外层空间没有明确的界限，而且是逐渐融合的。联合国和平利用外层空间委员会科学和技术小组委员会指出，目前还不可能提出确切和持久的科学标准，来划分外层空间和空气空间的界限。近年来，趋向于以人造卫星离地面的最低高度（100～110千米）为外层空间的最低界限。
其二，太空环境
自宇宙大爆炸以后，随着宇宙的膨胀，太空温度不断降低。现在，太空已成为高寒的环境，平均温度为零下270.3℃。
在太空中，各种天体也向外辐射电磁波，许多天体还向外辐射高能粒子，形成宇宙射线。如太阳有太阳电磁辐射、太阳宇宙线辐射和太阳风。太阳宇宙线辐射，是太阳在发生耀斑爆发时，向外发射的高能粒子，而太阳风则是由日冕吹出的高能等离子体流。
许多天体都有磁场，磁场俘获上述高能带电粒子，就形成辐射很强的辐射带。如在地球的上空，就有内外两个辐射带。由此可见，太空环境是一个强辐射的环境。
太空还是一个高真空、微重力环境。重力仅为百分之一到十万分之一克，而人在地面上感受到的重力是1克。
自从20世纪50年代开始进军宇宙以来，人类已经进行了4千多次航天运载火箭发射。据不完全统计，太空中现有直径大于10厘米的碎片9千多个，大于1.2厘米的有数十万个，而漆片和固体推进剂尘粒等微小颗粒，可能数以万计。
不要小看这些太空垃圾，由于飞行速度极快（6～7千米/秒），它们都蕴藏着巨大的杀伤力。一块10克重的太空垃圾撞上卫星，相当于两辆小汽车以100千米的时速迎面相撞，卫星会在瞬间被打穿或击毁。试想，如果撞上的是载人宇宙飞船，那么后果不堪设想。况且，人类无法控制太空垃圾的飞行轨道，只能粗略地预测。这些垃圾就像高速公路上那些无人驾驶、随意乱开的汽车一样，你不知道它什么时候刹车，什么时候变线。它们是宇宙交通事故最大的潜在“肇事者”，对于宇航员和飞行器来说，都是巨大的威胁。
其三，太空武器
太空武器大部分是新概念武器，主要有：
“利剑”—激光武器：用激光作武器的想法，是基于激光的高热效应。激光产生的高温，能使任何金属熔化。同时激光以每秒30万千米的光速直线射出，延时完全可以忽略，也没有弯曲的弹道，因此不需要提前量，简直是指哪打哪。另外，激光武器没有后坐力，可以迅速转移继续打击目标，还可以进行单发、多发或连续射击。激光武器，它的本质就是利用光束输送巨大的能量，与目标的材料相互作用，产生不同的杀伤破坏效应，如烧蚀效应、激波效应、辐射效应等。正是靠着这几项神奇的本领，激光武器成为理想的太空武器。
“长矛”—粒子束武器：它是利用粒子加速器原理制造出的一种新概念武器。带电粒子进入加速器后，就会在强大的电场力的作用下，加速到所需要的速度。这时将粒子集束发射出去，就会产生巨大的杀伤力。粒子集束武器发射出的高能粒子，以接近光速的速度前进，用以拦截各种航天器，可在极短的时间内命中目标，且一般不需考虑射击提前量。粒子束武器，将巨大的能量以狭窄的束流形式，高度集中到一小块面积上，是一种杀伤点状目标的武器，其高能粒子和目标材料的分子发生猛烈碰撞，产生高温和热应力，使目标材料熔化损坏。
“神鞭”—微波武器：由能源系统、高功率微波系统和发射天线组成，主要是利用定向辐射的高功率微波波束，杀伤破坏目标。微波波束武器，全天候作战能力较强，有效作用距离较远，可同时杀伤几个目标。特别是微波波束武器，完全有可能与雷达兼容，形成一体化系统，先探测、跟踪目标，再提高功率杀伤目标，最后达到最佳作战效能。它犹如无形的“神鞭”，既能进行全面毁伤、横扫敌方电子设备，又能实施精确打击，直击敌方信息中枢。可以说，微波武器是现代电子战、电磁战、信息战不可或缺的基本武器。
“飞镖”—动能武器：动能武器的原理十分简单，简单地说，它和飞镖伤人的道理完全一样。一切运动的物体，都具有动能。根据动力学原理，一个物体只要有一定的质量和足够大的运动速度，它就具有相当的动能，就能有惊人的杀伤破坏能力，这个物体就是一件动能武器。所谓动能武器，就是能发射出超高速运动的弹头，利用弹头的巨大动能，通过直接碰撞的方式摧毁目标的武器。这里最重要的一点，是动能武器不是靠爆炸、辐射等其他物理和化学能量去杀伤目标，而是靠自身巨大的动能，在与目标短暂而剧烈的碰撞中，杀伤目标。所以，它是一种完全不同于常规弹头或核弹头的全新概念的新式武器。
其四，太空站
太空站，又称为“空间站”、“轨道站”或“航天站”，是可供多名宇航员巡航、长期工作和居住的载人航天器。在太空站运行期间，宇航员的替换和物资设备的补充，可以由载人飞船或航天飞机运送，物资设备也可由无人航天器运送。1971年，前苏联发射了世界上第一个太空站—“礼炮”1号。此后，到1983年，又陆续发射了“礼炮”2～7号。1986年，前苏联又发射了更大的太空站“和平”号。1973年，美国利用“阿波罗”登月计划的剩余物资，发射了“天空实验室”太空站。
其五，太空旅游
太空旅游，是基于人们遨游太空的理想，到太空去游览的一种旅游形式。它能给人提供一种前所未有的体验，提供一种最新奇和最为刺激人的前所未有的体验。游客不仅可以观赏太空旖旎的风光，同时还可以享受失重的味道。而这两种体验，只有太空中才能享受到，可以说，此景只应天上有。太空旅游项目，始于2001年4月30日。第一位太空游客为美国商人丹尼斯·蒂托，第二位太空游客为南非富翁马克·沙特尔沃思，第三位太空游客为美国人格雷戈里·奥尔森。
其六，太空探索
1957年10月4日，前苏联第一颗人造卫星上天，拉开了人类航天时代的序幕。1961年4月12日，前苏联著名的宇航员加加林，乘坐“东方号”飞船，环绕地球飞行了一圈，历时近两个小时，他成为第一位进入太空的人。
20世纪60年代，美国开展了雄心勃勃的“阿波罗登月”计划，目的就是将人类送上月球进行实地考察。1969年7月16日发射的“阿波罗”11号，使人类首次登上了月球。宇航员在月球表面进行了实地的科学考察，并把一块金属纪念牌和美国国旗插上了月球。此后又有5次成功的登月飞行，宇航员在月球上停留的时间总共约300小时。1998年1月6日发射升空的“月球勘探者”，携带有中子光谱仪，用于探测月球上的氢原子。它发现在月球两极的盆地底部存在水。
美国发射的“水手10号”飞船，在考察了金星之后，曾3次飞临水星。它发现了水星的磁场和磁层，并探测出水星大气的主要成分是氦。飞船上的两个摄像机，拍摄了多幅图像，揭示出水星的地形是由大量的陨石坑和盆地组成的。
1976年，美国的“海盗1号”和“海盗2号”登陆器，分别在火星上降落，并在降落的过程中，测量了大气温度的分布和火星大气压的情况。火星上有干涸的河床，有流水冲击的特征，这表明火星过去有过大量的水。1996年11月，美国发射了“火星全球勘测者”，它在环绕火星的轨道上，研究火星表面、大气和磁场的情况。它还向地球发射无线电波，经过火星大气后到达地球，据此了解火星大气的温度、引力和化学组成情况。
此外，美国宇航局还计划进行更多的行星探测计划，目的是更多地了解我们生存的太阳系。其中，包括向木卫二发射一个探测器，用以探测木卫二隐藏在冰层下的巨大液态水海洋。如果技术成熟，有可能向木卫二表面释放一个水下探测器，找寻可能存在的地外生命。
空间站是人类在太空进行各项科学研究活动的重要场所。国际空间站，是建造中的新一代空间站。它由美国和俄罗斯牵头，联合欧洲空间局11个成员国和日本、加拿大、巴西等16国共同建造运行。
1981年，全世界第一颗红外天文卫星发射升空。而对天文学上有重要意义的事件，是1990年4月25日由美国“发现”号航天飞机送入太空的哈勃空间望远镜（HST）。它的目的是探测宇宙深空，了解宇宙起源和各种天体的性质和演化。HST耗资21亿美元，对天文学，特别是天体物理学的发展意义是巨大的。在空间放置望远镜，因为没有大气，设计的望远镜可以达到衍射极限。它可以摆脱大气的干扰，解决大气消光的问题。它的镜面不受重力的影响，不会变形，望远镜有极高的分辨率。它是人类的千里眼，探索宇宙奥秘的利器。此后美国和欧空局，又相继发射了“钱德拉”空间X射线望远镜和XMM空间天文台等。
1964年7月19日，中国成功发射了一枚生物火箭。1966年10月27日，我国导弹核武器发射试验成功。2003年10月15日9：00，中国发射了第一艘载人飞船“神舟五号”，飞船在太空中飞行了21小时，绕地球运行14周后，于16日清晨6：23安全返回地面。宇航员杨利伟成为第一个乘坐中国人自己研制的飞船进入太空的中国人。2005年10月12日上午9：00，“神舟六号”飞船在酒泉卫星发射中心发射升空，费俊龙和聂海胜两名中国航天员被送入太空。2008年9月25日21点10分04秒988毫秒，神舟七号载人飞船从中国酒泉卫星发射中心成功发射。飞船于2008年9月28日17点37分成功着陆于中国内蒙古四子王旗主着陆场。神舟七号飞船共计飞行2天20小时27分钟。展望未来，在2010年以前，中国的宇宙飞船将访问月球。2020年左右，中国将建立自己的空间站。之后，中国将进一步开展月球探测、建设月球基地、探测火星、登陆火星等一系列航天活动。
2.人类飞天的克星—逃逸速度
在星球表面，垂直向上射出一物体，若初速度小于某一值，那么该物体将仅上升一段距离，之后由星球引力产生的加速度，将最终使其下落。若初速度达到某一值，该物体将完全逃脱星球的引力束缚，而飞出该星球。需要使物体刚刚好逃脱星球引力的这一速度，叫逃逸速度。逃逸速度是天体表面上，物体摆脱该天体万有引力的束缚，飞向宇宙空间所需的最小速度。例如，地球的逃逸速度为11.2千米/秒（即第二宇宙速度）。
逃逸速度，取决于星球的质量。如果一个星球的质量大，其引力就强，逃逸速度值就大。反之，一个较轻的星球，将会有较小的逃逸速度。逃逸速度还取决于物体与星球中心的距离，距离越近，逃逸速度越大。如果一个天体的质量与表面引力很大，使得逃逸速度达到甚至超过了光速，该天体就是黑洞。黑洞的逃逸速度达30万千米/秒。一般认为，宇宙没有边界，说宇宙中的物质逃离到别的地方去这样的问题是没有意义的。因此，讨论宇宙的逃逸速度，也似乎没有意义。
不过，宇宙正在膨胀，即星系都在向远处运动（相互远离），这就存在这样一个问题：如果宇宙的膨胀速度足够大，星系就会克服宇宙的总引力，而永远膨胀下去，这就好像星系在逃离一样。这里，膨胀速度也就等同逃离速度。当然，如果膨胀速度不够大，膨胀终将停止，宇宙的总引力将会使星系相互靠近，就像飞离地球的物体再掉回来一样。
因此，这样来理解宇宙的逃逸速度，就成了一个很有意义的问题。宇宙是永远膨胀还是转而收缩，取决于膨胀速度和总引力的大小。由于膨胀速度可以测定，因而就取决于宇宙的总引力，实际上就是宇宙到底有多重。
从目前物理学界的普遍看法来讲，宇宙源于一个奇点（也就是黑洞）。而黑洞，则是连光速运动的物体也无法逃脱的。光速是连续运动的速度极限，任何作连续运动的物体，都无法超越光速。所以，宇宙是不存在逃逸速度的。
综上所述，逃逸速度的计算，与距引力源的距离无关，只与引力源的质量大小有关。并且，不同天体有着不同的逃逸速度。