bélyegkép|250x250px|A Szputnyik–1 szovjet műhold indításával kezdődött meg az űrkorszak, 1957-ben Az űrkorszak a világűrrel kapcsolatos tevékenységeket foglalja magába. Kezdetének az első műhold, a Szputnyik–1 indítását tekintjük (1957. október 4.) és napjainkig tart.
Az időszakban sokat változott, hogy a világűr mely részeire koncentráltak az emberiség kutatásai. Eleinte az Egyesült Államok és a Szovjetunió nagyon nagy összegeket fektetett be, azzal a céllal, hogy rekordokat döntsön meg és első legyen személyzet nélküli és emberes repülésekben is. Az Egyesült Államok megalapította a National Aviation and Space Administrationt (NASA), a Szovjetunió pedig a Koszmicseszkaja programma SZSZSZR-t, hogy elérje ezeket a célokat. Ez a versengési időszak sokat segített mindkét országban a technológiai és az űrkutatással kapcsolatos tudományok fejlődésében.
Az ezt követő időszakban az űrutazás megszokottabb lett, olyan szervezetek alakultak világszerte, mint az Európai Űrügynökség (ESA), a Japán Űrügynökség (JAXA), az Indiai Űrkutatási Szervezet (ISRO) és a Kínai Nemzeti Űrügynökség (CNSA). A Szovjetunió programja az ország felbomlása után Roszkoszmosz néven működött tovább az Oroszországi Föderáció felügyelete alatt.
A 2020-as évek elején megszületett az „új űrkorszak” kifejezés, amit leginkább újságírók kezdtek el használni, mivel az űrkutatással kapcsolatos innováció ismét központba került és megkezdődött annak kereskedelmi használata is. Ezek közé tartozik milliárdosok részvétele egyes űrrepülésekben és az űrturizmus megjelenése is.
A kezdetek A világűr kutatása a csillagászattal egyidős, az égitestek mozgását az ókori tudósok kezdték el tanulmányozni. A világűrbe jutást mint önálló tudományágat viszont csak a 19–20. század fordulóján kezdték elméletileg megalapozni. Ekkor Konsztantyin Eduardovics Ciolkovszkij orosz tudós 1883–1903 között több dolgozatában kidolgozta a rakéták működési elvét, megadta a folyékony hajtóanyagú rakéta elméleti leírását.
balra|bélyegkép|200px|Robert Goddard építette a világ első folyékony hajtóanyagú rakétáját
Ciolkovszkij munkássága kizárólag elméleti síkon mozgott, ezzel szemben Robert Goddard Amerikában gyakorlati kísérletekbe kezdett. 1926. március 16-án sikerrel indította el a világ első folyékony hajtóanyagú rakétáját, a Nell-t.
A világűr elérésében harmadikként Hermann Oberth alkotott maradandót, elméleti tudósként. Az 1922-ben írt Rakéta a világűrbe c. dolgozata, valamint a hét évvel későbbi Utak az űrhajózásban c. elméleti munkája a későbbi korszak rakétamérnökeinek szolgált alapműként, és sok űrműveletet kidolgozott, melyet ma a gyakorlatban végeznek.
Az űrkorszak Németország a második világháború során hatalmas eredményeket ért el a folyékony hajtóanyagú rakéták fejlesztésében. 1943-ban egy V–2 rakéta elérte a Kármán Tódor által meghatározott 100 km-es magasságot, vagyis kijutott a világűrbe. A háborút követően a német rakétafejlesztő mérnökök egy csoportja Amerikába került, míg egy másik csoportot a Szovjetunió ejtett hadifogságba. E két helyen indult nagyméretű katonai rakétafejlesztési program. A katonai fejlesztések mellett a világűr elérését is célul tűzték ki, mintegy a hidegháború eszközeként. Ennek jegyében Dwight D. Eisenhower amerikai elnök jelentette be 1957-ben, hogy a nemzetközi geofizikai év tudományos rendezvény- és kísérletsorozat keretében műholdat bocsátanak fel. A Szovjetunió eközben titokban folytatta a maga programját Szergej Koroljov vezetésével, a hadsereg égisze alatt.
1957. október 4-én egy továbbfejlesztett R–7 típusú interkontinentális ballisztikus rakétával a Szovjetunióban Föld körüli pályára állították a Szputnyik–1 műholdat, a világ első űreszközét. 1957. november 4-én pedig egy sokkal nagyobb űrszondával Bajkonurból elindult a Szputnyik–2, fedélzetén az első élőlénnyel, Lajka kutyával.
Az USA ezt „hidegháborús hadüzenetnek” értékelte, és mindenáron válaszolni akart a kihívásra. 1958. január 31-én – több kudarc után – ez sikerült az Explorer–1 felbocsátásával. Ezzel a világ belépett az „űrkorszakba”.
Emberes űrrepülések A tanulás korszaka A kezdeti sikeres műholdindításokat követően mindkét nagyhatalom az ember űrbe juttatását tűzte ki célul. Amerikában ez nyílt folyamat volt (teljes sajtónyilvánosság előtt hivatalosan megalapították a NASA-t és bejelentették a Mercury-programot), a Szovjetunióban pedig titkos katonai program. A versengés végén 1961. április 12-én a Vosztok–1 űrhajó fedélzetén Jurij Gagarin végrehajtotta az első űrrepülést. A 108 perces repülés alatt egyszer kerülte meg a Földet.
Gagarin repülését újabb hidegháborús vereségként élték meg az USA-ban, ezért John F. Kennedy elnök meghirdette az Apollo-programot, nyílt versenyre hívva a Szovjetuniót. A történelem az ezt követő űrrepüléseket – és a hozzájuk szervesen kapcsolódó ideológiai harcot – nevezi űrversenynek.
A Mercury-program és a Vosztok-program az űrbeli tapasztalatgyűjtést szolgálta. Ebben a szovjetek jutottak messzebbre. Mindjárt a második start alkalmával German Tyitov a Vosztok–2-vel egy teljes napot repült. A harmadik és negyedik startra egymást fedő időben került sor, azaz páros repülést mutatott be Adrijan Nyikolajev és Pavel Popovics a Vosztok–3 és a Vosztok–4 fedélzetén. 1963. június 16-án pedig a szintén kettős repülésen részt vevő űrhajó, a Vosztok–6 vitte az űrbe a világ első űrhajósnőjét, Valentyina Tyereskovát.
A Hold elérése bonyolult űrműveleteket és jobb űrhajókat kívánt, ezért a két nagyhatalom újabb űrprogramot indított. Amerikában elindult a Gemini-program, a Szovjetunióban pedig a Voszhod-program.
A Voszhod-program hozott előbb látványos eredményeket. 1964. október 12-én a Voszhod–1 lett az első, több embert szállító űrhajó Vlagyimir Mihajlovics Komarovval, Borisz Boriszovics Jegorovval, Konsztantyin Petrovics Feoktyisztovval a fedélzetén. A Voszhod–2-ről pedig Alekszej Leonov tette meg a világ első űrsétáját 1965. március 18-án.
A Gemini-programmal a világ első űrrandevúját (Gemini–6A, Gemini–7 (1965. december 15.)) és a világ első űrdokkolását (Gemini–8 (1966. március 16.) érték el az űrhajósok.
Holdra szállások bélyegkép|jobbra|200px|Ember a Holdon (Edwin Aldrin, Apollo–11, 1969)
A Gemini-program egyben azt a célt is szolgálta, hogy a Hold elérésének merész módszerét, a LOR-t (LOR = "Hold körüli pályán végrehajtott randevú") kikísérletezze. Ennek sikere mellett a szükséges hardver kialakítása is az Apollo-program első fázisának feladata volt. Először kifejlesztették a Saturn hordozórakéta-családot Wernher von Braun vezetésével. A Saturn I, majd a továbbfejlesztéséből származó Saturn IB még csak egy űrhajókomponens pályára állítására volt elegendő, a harmadikként elkészült Saturn 5 azonban már a teljes holdűrhajórendszert képes volt eljuttatni a Holdra. Az Apollo holdűrhajórendszer egy parancsnoki űrhajóból (CSM) és egy holdkompból állt.
A Szovjetunió is kísérletezett a maga holdűrhajó/hordozórakéta rendszerének kialakításával. Ennek keretében kifejlesztették a Szojuz űrhajót, valamint az egyszemélyes LK–1 holdkompot, és belekezdtek az N1 hordozórakéta fejlesztésébe. Ez utóbbi több kudarc után sikertelenül végződött, így a szovjetek sosem jutottak el a Holdra.
A NASA színeiben egy kísérleti repülést (Apollo–7) követően az Apollo–8-cal három űrhajós jutott el először a Hold közelébe, ott 10 keringést végeztek, valamint a holdfelszínen leszállóhelyet kerestek. Két további próbarepülést követően, 1969. július 20-án Neil Armstrong és Edwin Aldrin az Apollo-program keretében leszállt a Holdra az Apollo–11 Sas nevű holdkompjával. Az első űrhajósok 2 óra 41 percet töltöttek el a holdfelszínen. 1972-ig még hat űrhajó indult a Holdhoz, amelyből öt sikeresen le is szállt, így összesen 12 űrhajós járt a Holdon. Az utolsó három küldetésen holdjárót is vittek magukkal az űrhajósok, amely nagyobb távolság megtételét, így több geológiai képződmény megközelítését lehetővé tette. A program 1972. december 19-én, az Apollo–17 sikeres leszállásával ért véget.
Űrállomások Az űrállomások létrehozásának gondolata még azelőttről származik, mielőtt a Szputnyik–1-gyel az emberiség elérte volna a világűrt. A legrészletesebb elképzelésnek Wernher von Braun és Willy Ley csillagász 1955-ös tanulmányát tekinthetjük, amelyben egy abroncs alakú, 100 fős űrállomást képzeltek el.
Az első, gyakorlatban is megvalósított űrállomás egy amerikai katonai program, a MOL (Manned Orbiting Laboratory) keretében jutott fel az űrbe 1966-ban. Az űrállomás programot nem is a NASA, hanem a Pentagon végezte, mivel űrből történő felderítésre szeretett volna fenn állomásoztatni egy állandó kétfős személyzetet. A MOL állomás startja rendben megtörtént, de később sosem használták emberes repülésre.
Az első, emberekkel is kipróbált űrállomás az 1971. április 19-én pályára állt szovjet Szaljut–1 volt. Ezzel kezdetét vette a Szaljut-program, amely Almaz néven szintén tartalmazott katonai alprogramot is. A Szaljut programban összesen 7 állomás repült, amelyek közös jellemzője volt, hogy egy nagyobb testből álltak, és előbb egy, majd két dokkolóegységgel rendelkeztek, amelyre a Szojuz űrhajók – illetve később a belőlük kialakított Progressz teherűrhajók – csatlakozhattak. A Szaljut–6 űrállomás fogadta 1980-ban az egyetlen magyar űrhajóst, Farkas Bertalant is.
balra|bélyegkép|250px|A Skylab űrállomás
1973. május 14-én indult az űrbe az Egyesült Államok Skylab űrállomása. A Skylab hatalmas volt a Szaljutokhoz képest. Összesen három űrhajón 9 űrhajós látogatta meg a program másfél éve alatt, számos orvosi, műszaki és Nap-megfigyelési kísérletet végezve. Ehhez a programhoz kötődik az egyik leglátványosabb űrbeli javítási művelet is, mivel az űrállomás sérülten állt pályára, és a használatba vétele csak a javítás elvégzése után volt lehetséges.
Az űrállomás-építés a 80-as évek közepén új dimenzióba lépett. 1986-ban kezdték el az első, modulokból álló űrállomás, a Mir építését. Teljes kiépítésében 7 modulból épült fel az űrállomás, amely 15 évig működött, és nemzetközi programoknak is helyet adott. 2001. március 22-én tervezett módon a Csendes-óceán déli részén becsapódott a Mir űrállomás, miután finanszírozási problémák miatt lehetetlenné vált további bolygó körüli pályán való tartása.
jobbra|bélyegkép|250px|Építkezési munkálatok a Nemzetközi Űrállomáson 2006 őszén
A Mir repülésével párhuzamosan vetődött fel egy nagyobb, nemzetközi kooperációban épített és üzemeltetett űrállomás gondolata a 80-as, 90-es évek fordulóján. Tizenhat nemzet összefogása nyomán indult el a Nemzetközi Űrállomás, az ISS programja 1998. november 20-án az első modul felküldésével. A modulrendszerűen felépülő állomás teljes kiépítése nagyjából 2010 körülre várható. Ez lesz a valaha létrehozott legnagyobb ember építette űrobjektum. 2000. november 2-án érkezett meg az űrállomásra az első állandó személyzet, és azóta is folyamatosan laknak a fedélzetén.
Shuttle-korszak A kezdeti idők űrhajózását nagyban hátráltatta az akkori „egyszer használatos” technika és annak drágasága. Ezért az 1970-es években az USA-ban hozzáláttak az első újrafelhasználható űreszköz, a Space Shuttle, magyarul űrrepülőgép kifejlesztésének. A rendszer kulcsa egy többször felhasználható hőpajzs kifejlesztése volt, ami sikerrel is járt, a NASA feltalált egy különösen nagy hőtűrőképességű kerámiafajtát.
A hivatalosan STS (Space Transportation System) nevű űrrepülőgép-rendszer feladata többrétű. Egyrészt úgy civil, mint katonai programokra is igénybe veszik. A civil programok között szerepelnek a hagyományos (orvosi, műszaki) tudományos kísérletek, de a fő profil a Nemzetközi Űrállomás építése. A tervek között szerepelt műholdak pályára állítása és meghibásodott műholdak befogása, helyszíni javítása, vagy hazahozatala, de műhold visszahozására kereskedelmi igény híján eddig nem volt szükség.
jobbra|bélyegkép|200px|Amerikai űrrepülőgép indítása a Kennedy Űrközpontból