Le 4 octobre 1957, l'URSS lançait le premier satellite terrestre artificiel du monde. Le premier satellite soviétique a permis de mesurer pour la première fois la densité de la haute atmosphère, d'obtenir des données sur la propagation des signaux radio dans l'ionosphère, de régler les questions du lancement en orbite, du régime thermique, etc. Le satellite était une sphère en aluminium d'un diamètre de 58 cm et d'un poids de 83,6 kg avec quatre antennes à broches de 2,4-2,9 m de long.
Les paramètres initiaux de l'orbite étaient : hauteur du périgée 228 km, hauteur de l'apogée 947 km, inclinaison 65,1 g.
Le 3 novembre, l'Union soviétique a annoncé le lancement du deuxième satellite soviétique en orbite, avec le chien Laika et un système de télémétrie dans une cabine séparée pour enregistrer son apesanteur, ainsi que des instruments scientifiques pour l'étude du rayonnement solaire et cosmique.
Le 6 décembre 1957, on tente de lancer le satellite Avangard-1 aux États-Unis à l'aide d'un lanceur développé par le Naval Research Laboratory.
Le 31 janvier 1958, le satellite Explorer-1 est mis en orbite avec une réponse américaine au lancement des satellites soviétiques.
Cependant, sa charge utile était attachée à la quatrième et dernière étape du lanceur Juno 1. Le satellite, avec la fusée en orbite, avait une longueur de 205 cm et une masse de 14 kg. Il a été équipé de capteurs de températures externes et internes, de capteurs d'érosion et d'impacts pour déterminer le flux de micrométéorites et d'un compteur Geiger-Mueller pour enregistrer les rayons cosmiques pénétrant.
Un résultat scientifique important du vol du satellite a été la découverte de ceintures de radiation entourant la Terre. Le compteur Geiger-Mueller a cessé de compter lorsque le satellite était à son apogée à 2530 km d'altitude et que sa hauteur périgée était de 360 km.
Le 5 février 1958, aux Etats-Unis, la deuxième tentative de lancement du satellite "Avangard-1" a été faite, mais elle s'est également terminée par un accident, ainsi que la première tentative. Enfin, le 17 mars, le satellite a été mis en orbite. Entre décembre 1957 et septembre 1959, onze tentatives de mise en orbite "Avangard-1" ont été faites, dont trois seulement ont réussi. Les deux satellites ont grandement contribué aux sciences et technologies spatiales (panneaux solaires, nouvelles données sur la densité de la haute atmosphère, cartographie précise des îles du Pacifique, etc.) Le 17 août 1958, aux Etats-Unis, la première tentative d'envoi d'une sonde à l'aide d'un équipement scientifique a été faite à partir du Cap Canaveral, dans les environs de la Lune. Elle s'est avérée infructueuse. La fusée s'est levée et n'a parcouru que 16 km. Le premier étage de la fusée a explosé à 77 du vol. Le 11 octobre 1958, la deuxième tentative de lancement de la sonde lunaire "Pioneer-1" fut un échec. Les lancements ultérieurs furent également infructueux, seul le 3 mars 1959 "Pioneer-4", pesant 6,1 kg, remplit partiellement sa mission : survola la lune à une distance de 60.000 km (au lieu des 24.000 km prévus).
De même qu'avec le lancement du satellite terrestre, la priorité dans le lancement de la première sonde appartient à l'URSS, le 2 janvier 1959 a été lancé le premier objet créé par des mains humaines, qui a été placé sur la trajectoire, passant assez près de la Lune, en orbite du satellite du Soleil. Ainsi, pour la première fois, Luna-1 a atteint la deuxième vitesse spatiale. "Luna-1 avait une masse de 361,3 kg et a survolé la Lune à une distance de 5500 km. À une distance de 113 000 km de la Terre, un nuage de vapeur de sodium a été libéré de l'étage de la fusée amarrée à la Lune-1, qui a formé une comète artificielle. Le rayonnement solaire a provoqué une lueur brillante de vapeur de sodium et les systèmes optiques sur Terre ont photographié le nuage contre la constellation d'Aquarius.
"Moon-2", lancé le 12 septembre 1959, a effectué le premier vol du monde vers un autre corps céleste. Dans la sphère de 390,2 kilogrammes, les dispositifs ont été placés, ce qui montre que la Lune ne possède ni champ magnétique ni ceinture de rayonnement. La station interplanétaire automatique (AMS) "Luna-3" a été lancée le 4 octobre 1959. Le but principal du lancement était d'orbiter autour de la Lune et de photographier son revers, invisible de la Terre. La photographie a été prise le 7 octobre pendant 40 minutes à partir d'une altitude de 6200 km au-dessus de la Lune.