Особливо цінні позаземні орбітальні станції, траси яких проходять за межами густих шарів атмосфери. Такі станції-обсерваторії, оснащені звичайною наземною астрономічною апаратурою (телескопами, спектрометрами, коронографами тощо), вже значно розширили можливості наук, що вивчають космос. Широкий комплекс досліджень проведено такими космічними станціями-супутниками, як «Електрон», «Протон», «Космос». Багато космічних трас освоїли автоматичні міжпланетні станції «Венера», «Марс», «Зонд», «Луна», «Марінер» та ін.
Великого значення тепер набуває створення заселеної позаземної станції-супутника. Такими станціями в мініатюрі е вже сьогодні пілотовані космічні кораблі-супутники. Висунуто багато проектів великих заселених станцій— свого роду острівців життя у безмежних просторах космосу, — монтаж яких здійснюватиметься на орбіті частинами. Iшлях до цього вже прокладено. Стикування космічних апаратів на орбіті є початком будівництва у космосі. Першу таку діючу «споруду» у космосі було створено 16 січня 1969 p. під час спільного польоту радянських космічних кораблів «Союз-4» і «Союз-5». В результаті їх стикування на орбіті була складена і почала функціонувати перша в світі експериментальна космічна станція з чотирма відсіками для екіпажу.
А 7 червня 1971 p. внаслідок стикування транспортного космічного корабля «Союз-11» з орбітальною науковою станцією «Салют» була створена і почала функціонувати перша пілотована орбітальна наукова станція. Вперше було розв'язано завдання доставки екіпажу транспортним кораблем на борт наукової станції — супутника Землі. Загальна вага космічної системи «Салют—Союз-11» становила понад 25 т, об'єм приміщень — більше 100 куб. м. Екіпаж станції в складі космонавтів Г. Т. Добровольського, В. М. Волкова та В. I. Пацаєва виконав важливі науково-технічні дослідження й експерименти.
КОСМІЧНІ КОРАБЛІ-СУПУТНИКИ – назвап'яти важких автоматичних штучних супутників Землі, запущених у Радянському Союзі в 1960—1961 pp. з метою відпрацювання й перевірки всіх систем корабля, що забезпечують політ людини в космос та повернення її на Землю. Останнє досягається тим, що на цих супутниках встановлено ще гальмову рушійну установку, яка забезпечує їх спуск і успішне приземлення в заданому районі.
Перший космічний корабель-супутник було запущено 15 травня 1960 p. з метою відпрацювати виведення корабля на орбіту, забезпечення нормальної роботи системи кондиціонування повітря в кабіні, перевірки роботи систем стабілізації, орієнтації, гальмової установки, сонячних батарей, радіозв'язку, спуску корабля тощо. На борту корабля було встановлено герметичну кабіну вагою близько 2500 кг з вантажем, що імітував вагу людини, і з усім обладнанням, необхідним для майбутнього польоту людини, а також різноманітну апаратуру. 19 травня 1960 p. після перевірки надійності функціонування кабіна була відокремлена від корабля, разом з ним увійшла в густі шари атмосфери й припинила своє існування.
В результаті було одержано значний матеріал для майбутнього керованого польоту людини у космос. Основні положення, прийняті при створенні космічного корабля, виявились правильними. Запуском першого корабля-супутника почалося здійснення великої й складної програми створення космічних кораблів для польоту людини у космос.
Другий космічний корабель-супутник запущено 19 серпня 1960 p. Завданням було вдосконалити системи життєзабезпечення та повернути корабель на Землю. В кабіні, обладнаній всім необхідним для майбутнього польоту людини, знаходились піддослідні тварини — білі пацюки, чорні і білі миші в клітках, двоє собак — Бєлка й Стрєлка — в катапультовному контейнері, кілька сот мух, дві посудини з рослинами, насіння цибулі, пшениці, кукурудзи, посудини з грибами, водорість хлорела тощо.
Собаки мали «інформувати» про свій стан на всіх етапах польоту. Їxповедінку можна було спостерігати на телеекранах. Це був перший телевізійний репортаж з космосу. Чорні і білі миші повинні були «показати» можливість мутаційних змін, а мухи правили за об'єкт генетичних досліджень, зокрема вивчався вплив випромінювання космосу на спадковість комах. Клаптики шкіри людини й кролика, що також подорожували на кораблі, повинні були після приживлення дати відповідь на питання щодо можливих змін у стані білка.
Після завершення програми досліджень, розрахованої на одну добу, і одержання даних про життєдіяльність тварин і функціонування боргової системи супутника на 18 витку було подано команду на його спуск з орбіти. Системи керування і гальмова установка забезпечили спуск корабля в заданий район, за 10 км від розрахункової точки. Корабель успішно пройшов земну атмосферу (теплозахист витримав випробування вогнем) і разом з капсулою з космічними пасажирами, що відокремилась від нього, успішно приземлився.
Це було перше в історії космонавтики повернення живих істот з космосу. Всі пасажири добре перенесли перевантаження, невагомість та інші фактори космічного польоту. Запуск та успішне повернення другого корабля-супутника на Землю, позитивні результати біологічного експерименту ще не могли дати дозволу на політ людини за межі планети. Осьчому перед польотом людини було виконано ще три аналогічних запуски кораблів-супутників. Метою їх було дальше відпрацювання конструкції корабля-супутника та всіх встановлених на ньому систем, забезпечення необхідних умов польоту людини в космос та її повернення на Землю.
1 грудня 1960 p. було запущено третій корабель-супутник. Для виконання медико-біологічних досліджень в умовах космічного простору в кабіні корабля знаходились собаки Пчолка і Мушка та інші тварини, комахи, рослини. Телевізійна апаратура забезпечувала спостереження за станом і поведінкою тварин, а телеметричні системи передавали на Землю об'єктивні покази про їх стан. За допомогою науково-експериментальної апаратури було проведено ряд наукових досліджень з фізики космосу.
Передані на Землю результати випробувань підтвердили, що протягом усього польоту системи кондиціонування повітря, терморегулювання, зв'язку та інші працювали надійно і впевнено. По одержанні необхідних даних після
17 витків корабель почав знижуватись. Але оскільки спуск проходив не по розрахунковій траєкторії, то, ввійшовши в густі шари атмосфери, корабель-супутник згорів.
9 березня 1961 p. на орбіту виведено четвертий корабель-супутник. У кабіні його були собака Чорнушка й інші біологічні об'єкти та манекен космонавта. Після виконання наміченої програми, зробивши один виток навколо земної кулі, четвертий космічний корабель приземлився в заданому районі. В результаті одержано додаткові дані про роботу конструкції корабля і його систем та про характер впливу умов польоту на живі організми.
П'ятий космічний корабель-супутник виведено на орбіту 25 березня 1961 p. з собакою Звьоздочкою й іншими біологічними об'єктами та манекеном космонавта. Програма передбачала один виток корабля навколо Землі. Незабаром він приземлився в заданому районі.
Запуск п'ятого корабля-супутника був останнім контрольним експериментом перед польотом у космос людини. Запуски п'яти космічних кораблів-супутників підготували наступний етап у розвитку космонавтики — проникнення людини в космічний простір, що сталося 12 квітня 1961 p., її безпечний політ та благополучне повернення.