随着最后一架航天飞机“阿特兰蒂斯”号的退役，美国宇航局正式进入后航天飞机时代。但美国宇航局并没有停止探索神秘太空的步伐，事实上它已经启动了一系列新的计划去延续这一具有深远意义的活动。
2011年8月5日，佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地的41号太空发射操作台。在浓烟滚滚中，美国宇航局的“朱诺”号木星探测器搭乘一枚“宇宙神-5”运载火箭开始了她飞向太空的旅途。在经历5年的飞行之后，这个以太阳能为动力的探测器将围绕木星两极飞行33圈，以进一步探明这颗巨大星球的起源、结构、大气及磁场，并调查其是否存在岩石核心。
这是由美国宇航局“信使”号探测器于2011年6月7日掠过水星上空时拍摄的一张照片。图中可以看到一条明暗相交的界线，这也是水星白天和黑夜的分割线。在水星上，三天的时间就相当于地球上的两年，也就是说水星绕其轴线自转三圈和地球围绕太阳旋转两圈的时间是一样的。“信使”号的第一个水星年结束于2011年6月13日。
这是“信使”号探测器于2011年6月26日拍摄的一张水星局部照片。图中右上边突出的部分是水星的Basho火山口，中间部分比较明亮的是Kalidasa火山口，左边颜色比较漂亮的是托尔斯泰平原。“信使”号探测器已经在这个地方发现了多种表层物质，包括火山灰、低反射材料和广袤的平原。
2011年8月4日，美国宇航局卫星在台湾附近拍摄到的梅花台风。
这是从太空拍摄到的意大利半岛南部的夜景。从照片中可以看到，意大利这只“脚”上的脚尖和脚后跟在那不勒斯、巴里、布林迪西以及众多小城市的灯光下被清晰的映衬了出来。比邻的亚得里亚海、第勒尼安海和爱奥尼亚海分别位于图中的东面、西面和南面。巴勒莫、卡塔尼亚和西西里城市的灯光也清晰可辨。这张照片是国际空间站在飞经罗马尼亚一个地区的上空时由宇航员拍摄的，距布加勒斯特东北约945公里处。图中的右边还可以看到国际空间站太阳能电池板的一部分。
这张前所未有的照片是国际空间站28远征队的成员于2011年7月21日拍摄的，呈现的是“亚特兰蒂斯”号航天飞机穿越大气层返回地球的场景。图中，覆盖在地球上厚厚的云层和远处城市的灯光一览无余，而且地球上方的大气辉光也清晰可见。
2011年8月，兰利研究中心的液压冲击池里，美国宇航局研制的新一代航天器在进行试验。图中，“猎户座”多功能载人航天器正在进行第三次水上着落测试。研究人员称，这个场景是“猎户座”着落情形中最糟糕的一种，只有50%的成功几率。研究人员计划通过这个试验来收集有关驾驶舱稳定性的珍贵数据。
这是智利的普耶韦－科登·考列火山（Puyehue-Cordon Caulle）。在两个月前爆发后，这座火山仍持续向外喷射出大量的烟雾和灰尘。这是美国宇航局地球观测1号卫星上的先进陆地成像仪于2011年7月31日抓拍的照片。图中，灰白的火山灰从缝隙中奔涌而出，随风向东和北扩散开来。
2011年6月16日，在位于佛罗里达州泰特斯维尔市的有效荷载处理实验室里，美国宇航局的技术人员正在对位于旋转展台上的“朱诺”号探测器进行重力、荷载以及平衡等方面的测试。
2011年8月4日，发射前夜，“朱诺”号静静的矗立在位于佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地的41号太空发射操作台上。
2011年8月5日，“朱诺”号木星探测器搭乘“宇宙神-5”运载火箭穿过重重云层奔向太空，开始她长达5年的漫漫旅途。在抵达木星后，“朱诺”号将对这颗巨大星球的起源、演化、内部构造和重力场等进行研究，同时还会测量木星大气中水和氨的含量，并绘制磁场和观测极光。
这是国际空间站上的成员于2011年6月27日拍摄的一张照片。图中可以清晰的看到美国大西洋沿岸，包括科德角和长岛。
2011年5月26日，佛罗里达州帕萨迪纳市喷气推进实验室的航天器装配间里，火星探测器“好奇者”号正在等待接受检测。“好奇者”号已经于2011年6月22日被运往肯尼迪航天中心，计划于2011年11月25日到12月18日间发射升空，达到火星的时间将会在2012年8月左右。研究人员将会通过“好奇者”号携带的设备来研究其着落地点附近的环境是否适合微生物生存，并为研究人员提取样本以证明火星上是否曾存在生命。
2011年4月1日，在位于丹佛市的洛克希德马丁空间系统里，几名研究人员正在展开一个隔热板。这个隔热板是美国宇航局迄今为止为航天飞行任务而建造的最大的一个。
这是肯尼迪航天中心的危险载荷服务实验室。美国宇航局火星实验室的下一代登陆探测器（图左上）正被准备移往一个旋转夹具上接受测试。图中靠右边的是该探测器的外壳，中间部分是一个名为“天鹅”的助降台。
这是美国宇航局“好奇者”号探测器上安装的三个相机之一—火星手持透镜成像仪。该相机是全彩摄像，而且可以调焦距，其微距功能很强大，可以在接近目标21毫米的时候进行拍摄。该相机另外一个非常重要并强大的功能是其立体摄像功能，不过该功能并不是通过并排的两个相机来实现的，而是在一个摄像头拍摄完一张照片后，通过机械臂的小距离移动来拍摄另外一张照片。
美国宇航局已经选定了火星上的盖尔环形山作为“好奇者”号的着陆地点。这是“奥德”号轨道探测器上的热辐射成像系统所拍摄的照片，图中黑圈处将是“好奇者”号准确的着陆地点。美国宇航局的专家称，该地点所处的地形是冲积扇地形，属于附近山脉的底层，可能会有表明水曾经存在的矿物质。盖尔环形山直径约154公里，高约5公里。
2011年3月3日，在亚拉巴马州汉茨维尔市的马歇尔太空飞行中心里，一些工程师正在对一个新的机器人着落器原型进行测试。这些测试将会帮助研究人员开发新一代更加小巧、灵活和功能多样的机器人着落器。美国宇航局希望将它用于对月球表面等缺乏氧气的地点进行探索。
这是美国航天局位于亚拉巴马州汉茨维尔市的马歇尔太空飞行中心。美国宇航局的工程师厄尼·赖特正在准备对詹姆斯·韦伯太空望远镜的主镜段进行低温测试。2011年7月，负责审查美国宇航局2012年度预算的众议院拨款小组委员会决定中止詹姆斯·韦伯太空望远镜计划。由于美国宇航局的预算不断超支，这个耗资65亿美元、原计划于2018年发射的庞然大物的前途充满了不确定性。
这是美国宇航局火星勘测轨道卫星于2011年6月10日抓拍到的月球第谷火山口附近太阳升起的一幕。这座火山口高出地面约2000米，其内部最深处却有4700米。
2011年8月1日， 当火星勘测轨道卫星在飞越火星上空时，其携带的高分辨率科学实验成像照相机拍摄到了火星南极表面的冰冻层。
这是2011年8月6日“机遇者”号火星探测器拍摄到的“奋进”撞击坑的边缘。这个撞击坑直径约22公里。图中靠近前面的地方被一层富含铁元素的小球所覆盖，研究人员将其称为“蓝莓”，其直径约为5厘米。
被风“吹皱”的火星。这种现象在地球上被称为“风蚀坑”，不过火星上的“风蚀坑”要比地球上的大得多。这是2011年3月“奥德赛”号火星轨道探测器上的热辐射成像系统所拍摄到的画面。
这是灶神星，是美国宇航局“黎明”号火星轨道探测器上的取景相机于2011年7月18日拍摄的，拍摄时的高度约为10500米。“黎明”号于2011年7月15日进入灶神星轨道，将持续绕其飞行一年。
这是“黎明”号火星轨道探测器上的取景相机于2011年7月24日拍摄的，拍摄时的高度约为5200米。在绕灶神星飞行一年后，“黎明”号的下一站将是谷神星。
这是最近发现的冥王星的一个新卫星。科学家们在利用哈勃望远镜对冥王星的光环进行观察时发现了它，也是冥王星的第四个卫星。在冥王星所有的卫星当中，这个新发现的卫星最小，其直径大约只有13到34公里。相比之下，冥王星中最大的一个卫星其直径却达到了1200公里。
这是“卡西尼”号土星轨道探测器于2011年7月29日拍摄的一张照片，图中可以清楚的看到土星的光环和它的五个卫星，从左到右依次是：杰纳斯、潘多拉、恩克拉多斯、米玛斯和瑞亚。
2011年6月，当第二次近距离接近土卫二时，“卡西尼”号拍摄下了这张迄今为止分辨率最高的土卫二照片，拍摄时的高度大约为7000公里。
这是土星所有卫星当中最大的一个卫星—土卫六。图中，土星的光环恰好遮挡住了“卡西尼”号的镜头，因此看起来好像土卫六被一分为二。这是“卡西尼”号上的窄角相机于2011年5月12日拍摄的。
这是土星表面正在发生的乱流。这张照片是“卡西尼”号在距离土星表面约668,874公里的上空时拍摄的，时间是2011年8月2日。
从图中可以看到，土星的北半球正在发生巨大的风暴。这是“卡西尼”号于2011年2月25日拍摄到的，也是迄今为止科学家在土星上发现的规模最大的风暴。
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