2001年，美国国家航空航天局发射了无人宇宙飞船“2001火星奥德赛”，以加深对火星这颗“红色星球”的了解，为人类登陆火星铺路。不过，一些天文学家却深信美国国家航空航天局应首先在月球建立移民区，否则就永远不知道地球以外是否有生物存在。他们在英国剑桥举行的一个国际研讨会上指出，人类应该重返月球，并在那里建立基地，唯此对探索和开发外太空才有实际意义上的帮助，才能推动宇航科技的发展。如果将科研仅局限于执行昂贵的国际太空站任务，那么航天事业只能陷入僵局。
尽管美国国家航空航天局筹划了一系列由火星车来执行的火星任务，但人类登上火星的愿望不大可能在短期内实现。不是由于财力不足，而是因为技术问题。科学家们认为，如果人类当初不是通过“阿波罗”计划真真正正涉足月球，根本就不可能取得一系列重要的科学数据。就技术、政治和预算方面而言，人类应当重返月球。
进入新世纪后重返月球的呼声越来越高。月球丰富的资源以及其独特的地理位置，再次使它成为世人瞩目的焦点。2005年，美国航空航天局正式公布了在2018年前重返月球的“星座计划”，这一表态加剧了国际探测月球的热潮。2006年欧洲空间局发射SMART-1，2007年日本的“月亮女神”和中国的“嫦娥一号”月球探测器相继发射，2008年印度发射“月船1号”，一时间月球好不热闹。
谁将在21世纪重返月球
根据“星座计划”，美国宇航员首次重返月球的时间可能在2020年，最初的几次登月可能均由4名宇航员完成，他们在月球表面停留时间约为7天。随后，美国将逐步建设月球基地，其中包括电力供应系统、月球车装配及宇航员居住区。最终的月球永久基地将保障宇航员在月球上持续居住180天，为载人探索火星做准备。
但这个雄心勃勃的计划在2013年被取消了，资金短缺、进度拖后、设计思想有争议都是原因，美国宇航员再次登月的梦想变得遥遥无期，建立月球基地更属空谈。阿姆斯特朗等人伟大的登月似乎仅是冷战时期炫耀国力的一种需要。然而无论如何，进军月球这个离地球最近的天体已没有了技术障碍，只是经费和政策的问题。在每件事都必须考虑投资回报的时代，单纯登上月球或建立月球基地没有任何意义，必须能够依靠它获得收益，才会有足够的资金投入。
对外行星的探测也始终停留在无人探测器阶段。在这一方面，科幻作家的预测除了载人探测没有实现外，其他不仅实现，而且在技术细节上都与真实非常接近，再次显示了他们良好的科技素养。目前看来，征服火星以及更遥远的木星、土星等，对人类而言还为时过早。科幻小说中为追求艺术效果常设定第一次探测即为载人飞行，也不符合一般规律。由于各国在这方面的投入均是无法收益的净亏损，如果没有强大的推动力，大规模载人探测外行星不可能实现。
美国的月球探测器和火箭上面级在2009年成功撞月，试图从撞击碎片中找到月球水存在的迹象
美国为重返月球测试登月设备
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