Особое значение в наш космический век придается орбитальным обсерваториям. Наиболее известная из них – космический телескоп им. Хаббла, запущенный в апреле 1990 г. Диаметр его объектива 2,4 м. Телескоп регистрирует объекты вплоть до 30-й звездной величины, а его угловое разрешение лучше 0,1″. С помощью телескопа удалось получить снимки не только далеких объектов Солнечной системы, но и предельно слабых галактик. Исследования с орбиты проводятся не только в оптическом, но и во всех других диапазонах электромагнитного излучения.

Огромный вклад в развитие знаний о Солнечной системе внесли автоматические межпланетные станции. В 1959 г. впервые были получены снимки обратной стороны Луны, в 1965 г. американский «Маринер-4» сфотографировал поверхность Марса, а в 1966 г. автоматическая межпланетная станция «Венера-3» впервые достигла другой планеты, войдя в атмосферу Венеры. В 1974–75 гг. американская станция «Маринер-10» облетела Меркурий, в июле 1976 г. «Викинг-1» совершил посадку на Марс. Примерно тогда же советские АМС «Венера» достигли поверхности второй планеты.

В 1977 г. стартовал проект «Большой тур», в ходе которого были запущены два космических аппарата «Вояджер-1» и «Вояджер-2». Проект «Вояджер», по продолжительности и продуктивности, – один из самых выдающихся экспериментов, выполненных в космосе в последней четверти XX в. Исследовав систему Юпитера и Сатурна, в 1980 г., после сближения «Вояджера-1» с Сатурном, он резко изменил свою траекторию и стал покидать пределы Солнечной системы.

Четыре планеты-гиганта, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, прошли перед объективами телевизионных камер и другой научной аппаратуры «Вояджера-2». Четыре раза поток научных данных возрастал до пределов, которые аппарат еще способен был передать на Землю. «Вояджер-2» достиг в 1989 г. системы Нептуна, провел там последние исследования и теперь тоже уходит из Солнечной системы, неся послания нашим галактическим братьям по разуму.

В 90-х гг. продолжились исследования других планет. В 1990 г. «Магеллан» составил карту поверхности Венеры, в 1995 г. атмосферный зонд межпланетной станции «Галилео» достиг Юпитера, в 2004 г. достигла Сатурна запущенная в середине девяностых годов АМС «Кассини», а в январе 2005 г. спускаемый аппарат «Гюйгенс» сел на поверхность спутника Сатурна Титана и сделал тысячи снимков его поверхности. В 1997 г. на Марс был доставлен самоходный аппарат «Пасфайндер», передавший на Землю большое количество видеоинформации и, впервые в истории науки, звуки другого мира. В 2001 г. космический аппарат NEAR совершил посадку на астероид Эрос.