Венера почти всегда окутана пеленой облаков, что затрудняло ее изучение. Первые аппараты даже старались сделать способными держаться на поверхности жидкости, так как считали, что Венера покрыта океаном.
12 февраля 1961 г. запустили автоматическую межпланетную станцию (АМС) «Венера-1». Через некоторое время связь со станцией была потеряна. На станции был специальный вымпел Советского Союза.
Аппараты «Венера» с трудом проникали на поверхность Утренней звезды. 12 и 16 ноября 1965 г. были запущены АМС «Венера-2» и «Венера-3». С «Венерой-2» было проведено двадцать шесть сеансов дальней космической связи. Системы управления станций вышли из строя еще до подхода к Венере. «Венера-2» пролетела мимо планеты. «Венера-3» была более удачливой. С ней провели шестьдесят три сеанса связи, провели коррекцию траектории полета на расстоянии 13 миллионов километров от Земли. 1 марта 1966 г. спускаемый аппарат «Венеры-3» врезался в поверхность планеты Венера. Кроме приборов внутри спускаемого аппарата был металлический глобус, а внутри его вымпел с изображением герба СССР. Никакой информации станция с поверхности Венеры, конечно, не передала.
Оказалось, что давление на Венере достигает 100 атмосфер и требуется корректировка посадочных аппаратов межпланетных станций.
По программе изучения Марса с 1960 по 1988 г. запускались шестнадцать автоматических межпланетных станций «Марс» и «Фобос». Девять из них полностью или частично выполнили свою программу.
С Марсом все было намного сложнее. Даже при благоприятном расположении Марса и Земли на своих орбитах путь к красной планете занимает у автоматических межпланетных станций шесть-семь месяцев. Сделать такую станцию и ракету-носитель для нее надо к этому благоприятному времени. 1 ноября 1962 г. был проведен пуск АМС «Марс-1». Связь с аппаратом поддерживалась 140 суток и была потеряна после того, как он преодолел 106 миллионов километров.
Следующие успешные запуски к красной планете были проведены у нас через девять лет, в мае 1971 г., когда произошло очередное великое противостояние Марса и Земли. Этим своеобразным окном в космосе решили воспользоваться и СССР, и США. Надо сказать, что у американцев получалось запускать станции к Марсу чаще, чем у нас. «Маринер-2, -4, -5, -6, -7» пролетали мимо Марса, попутно фотографируя и удачно передавая снимки на Землю. Однако 9 мая 1971 г. американцам явно не повезло: «Маринер-8» кувыркнулся в Атлантический океан. 19 и 28 мая 1971 г. были запущены автоматические межпланетные станции «Марс-2» и «Марс-3». 30 мая с мыса Канаверал успешно стартовал «Маринер-9».
«Марс-2» достиг окрестностей Марса в ноябре 1971 г. 27 ноября на его орбите произошло разделение аппарата: спускаемый аппарат должен был плавно войти в атмосферу Марса и затем опуститься на его поверхность на парашюте.
Однако из-за ошибки в программе бортовой ЭВМ угол входа в атмосферу оказался другим, и парашютная система оказалась бесполезной. Спускаемый аппарат разбился. Он стал первым искусственным предметом на поверхности Марса. Орбитальная станция «Марс-2» кружила над планетой восемь месяцев, выполняя программу научных наблюдений. Она работала до тех пор, пока в системе ориентации и стабилизации было рабочее тело, азот. Работу «Марса-2» затрудняла сильнейшая пылевая буря, которая бушевала на Марсе с 22 сентября 1971 г. по 10 января 1972 г., закрыв всю южную полярную шапку планеты.
«Марсу-3» повезло больше. Он смог совершить посадку на поверхность Марса 2 декабря 1971 г. Через полторы минуты «Марс-3» начал передавать данные. Но через 14,5 с передача прекратилась. На этом везение закончилось. С фотографиями почти ничего не получилось: станция успела передать только 79 строк фототелевизионного сигнала.
Орбитальная станция «Марс-3» заняла нерасчетную орбиту. Период ее обращения вокруг Марса составлял 12 суток 16 часов 3 минуты. Продержалась она тоже восемь месяцев, как и орбитальный блок «Марс-2», и закончила свое существование 23 августа 1972 г.
«Маринер-9» прибыл к Марсу раньше советских станций, став первым земным аппаратом на орбите Марса. Спускаемого аппарата у него не было, зато было неплохое фотооборудование, предназначенное для картографирования Марса. 13 ноября 1971 г. «Маринер-9» приступил к выполнению программы за себя и за неудачливого собрата, «Маринер-8». Он отснял 85 % поверхности Марса с разрешением от 100 до 300 м. «Маринер-9» первым «разглядел» гигантский вулкан Олимп (высота 21,2 км от подошвы), обнаружил гигантскую систему каньонов. Сумел он сфотографировать и спутники Марса, Фобос и Деймос. Его выключили после 349 дней работы 27 октября 1972 г., после того как закончился запас сжатого газа для его системы ориентации.
Противостояние Марса 1973 г. в Советском Союзе использовали на всю катушку: запустили сразу четыре автоматические межпланетные станции. «Марс-4», «Марс-5» были предназначены для работы на орбите Марса как передающие и усиливающие сигнал, а «Марс-6» и «Марс-7» были снабжены спускаемыми аппаратами. Станции выводились на околоземную орбиту ракетой-носителем «Протон», затем включался разгонный блок, и станция ложилась на курс к Марсу.
Запуски автоматических межпланетных станций «Марс» происходили летом 1973 г. 21 июля стартовал «Марс-4», 25 июля «Марс-5», 5 августа «Марс-6», 9 августа «Марс-7».
«Марс-4» прошел мимо Марса на расстоянии 1844 км 10 февраля 1974 г. С ним провели 12-кадровый сеанс фотосъемки на дальности 1900–2100 км от поверхности Марса, и он полетел дальше, к Солнцу. Миссию «Марса-4» считают невыполненной, однако с помощью его приборов было получено много ценных научных данных для ученых. «Марс-5» вышел на орбиту Марса 12 февраля. Все бы ничего, но произошла разгерметизация приборного отсека. Станции оставалось работать на орбите Марса около двух недель. Последний сеанс связи состоялся 28 февраля 1974 г. «Марс-5» успел передать 108 фотокадров, провел исследования магнитного поля в околомарсианском пространстве, измерил температуру атомарного водорода в верхней атмосфере Марса.
«Марс-6» выполнил свою программу, сел на поверхность Марса, однако после посадки на связь не вышел. Пока происходил спуск, передал данные о давлении на разных высотах, а также данные о составе атмосферы планеты по мере спуска. Предполагают, что аппарат разбился.
В 1964 г. для изучения радиационных поясов Земли были запущены космические аппараты «Электрон». Всего было четыре таких аппарата. Все были запущены успешно и выполнили свои программы.
16 июля 1965 г. стартовал спутник «Протон-1». Это был первый тяжелый научный спутник с установленным на нем гамма-телескопом. Такой телескоп предназначен для измерения космического излучения. «Протон-2» запустили вскоре, 2 ноября 1965 г. «Протоны» были созданы в ОКБ-52 Владимира Челомея. Ракета УР-500 получила свое «гражданское» название «Протон» по имени этих спутников.
Полет космонавтов Петра Климука и Валентина Лебедева на «Союзе-13» был вторым испытательным полетом модификации «Союза» «Союз 7K-T». Тем не менее на корабль поставили научное оборудование, космическую обсерваторию «Орион-2». За восемь дней с 8 по 26 декабря 1973 г. Климук и Лебедев при помощи этой обсерватории сделали около 10 тысяч ультрафиолетовых спектрограмм. На них оказались неизвестные доселе звезды, объекты с необычной спектральной структурой. Впервые была выполнена ультрафиолетовая спектрограмма планетарной туманности. Полученный космонавтами объем информации был настолько огромным, что ученым понадобилось десять лет для ее обработки и последующей публикации специального каталога.
23 марта 1983 г. ракетой-носителем «Протон» была запущена автоматическая станция «Астрон». На борту станции находились ультрафиолетовый телескоп и рентгеновские спектрометры. Масса телескопа была 400 кг, а спектрометров 300 кг. С помощью «Астрона» проводились наблюдения за кометой Галлея (1985–1986 гг.), вспышкой сверхновой звезды в Большом Магеллановом облаке в конце февраля 1987 г. Станция проработала на орбите шесть лет, хотя при запуске предполагалась ее годичная работа.
31 марта 1987 г. к станции «Мир» запустили ее первый модуль «Квант». По задумке специалистов, он должен был стать ее научной сердцевиной. Проектировать «Квант» начали еще в 1979 г., а осуществить получилось только через восемь лет. Оборудован он был инструментами, разработанными в странах Европы и СССР. Так, ультрафиолетовый телескоп «Глазар» был разработан в специальном КБ «Гранит» в Армении, а помогали им в этом специалисты Бюроканской астрономической обсерватории. Рентгеновский телескоп ТТМ разработан в Лаборатории космических исследований в Нидерландах в городе Утрехт совместно со Школой физики и космических исследований университета в Бирмингеме в Великобритании. Спектрометр HEXE был разработан Институтом внеземной физики Общества имени Макса Планка в Мюнхене. Спектрометр Siren2 создали в Европейском космическом агентстве. Комплекс спектрометров «Пульсар Х-1» и комплект инструментов для биологических исследований были советскими. С помощью приборов модуля «Квант» изучались в основном источники рентгеновского излучения – нейтронные звезды и черные дыры. По результатам наблюдений, сделанных с его помощью, опубликовано свыше ста работ, в восьмистах работах упомянуты результаты работ на «Кванте». Модуль многократно модернизировался и прекратил свое существование вместе со станцией «Мир» 23 марта 2001 г.
1 декабря 1989 г. с Байконура стартовала международная астрофизическая обсерватория «Гранат». Ее масса составляла 4 т. Станция разрабатывалась совместно с Францией, Данией и Болгарией. На ней были два рентгеновских телескопа «Сигма» и АРТ-П, рентгеновский спектрометр АРТ-С, детектор гамма-всплесков, гамма-всплесковые приборы «Конус-Б» и «Подсолнух», монитор всего неба ВОТЧ. Работал «Гранат» на геоцентрической орбите с периодом обращения в четверо суток. Три дня станция работала, на четвертый день попадала в радиационные пояса Земли и аппаратура отключалась. С помощью этой станции были открыты до этого неизвестные черные дыры и нейтронные звезды. «Гранат» проработал на орбите более девяти лет и вошел в плотные слои атмосферы 25 мая 1999 г.