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1日本“隼鸟2号”探测器样本舱回收成功
2020年12月6日，经过6年的长途太空旅行，日本“隼鸟2号”探测器样本舱在澳大利亚南部沙漠地带着陆，当地的日方小组对其进行了回收。样本舱中不仅有小行星地表物质样本，还包含人类首次获得的小行星地下物质样本。科学家将通过研究这些样本了解小行星的形成历史和太阳系的演化等问题。释放返回舱后，“隼鸟2号”继续进行它的太空之旅，预计将在2031年抵达另一颗小行星并展开探测。
2“嫦娥五号”任务圆满成功中国首次实现地外天体采样返回
2020年11月24日，“长征五号”运载火箭从中国文昌航天发射场起飞，将重达8.2吨的“嫦娥五号”探测器精准送入地月转移轨道。2020年12月17日，“嫦娥五号”返回器成功着陆内蒙古四子王旗，创造了中国航天探测器首次实现地外天体采样与封装、首次实现地外天体起飞、首次实现月球轨道交会对接、首次携带样品高速再入地球等“多个首次”。中国探月工程“绕、落、回”三步走圆满收官。
3中国北斗卫星导航系统全球星座部署完成
2020年6月23日，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭成功发射第55颗北斗导航卫星。此次发射任务取得圆满成功标志着“北斗三号”全球星座部署全面完成，具备向全球提供服务能力。“北斗一号”和“北斗二号”系统分别于2000年、2012年建成，并向中国和亚太地区提供服务，在交通运输、农林渔业、水文监测、气象测报、通信时统、电力调度、救灾减灾、公共安全等领域得到广泛应用，产生了显著的经济效益和社会效益。自此，中国成为世界上第三个独立拥有全球卫星导航系统的国家，目前全球已有120余个国家和地区使用北斗系统。
4美国载人“龙”飞船发射成功商业载人航天正式开启
2020年5月31日，美国SpaceX公司用“猎鹰9号”火箭成功发射载人“龙”飞船，运送两名航天员进入太空前往国际空间站。这是自2011年航天飞机退役以来，首次在美国本土开展的载人航天任务。2020年11月16日，载人“龙”飞船载着4名航天员由“猎鹰9号”火箭从肯尼迪航天中心发射升空。2020年11月17日，载人“龙”飞船与国际空间站对接成功。此次飞行标志着美国已经恢复载人航天发射能力，也意味着商业载人航天的正式开启。
5阿联酋、中国、美国分别成功实施火星探测器发射任务
2020年了月下旬至8月上旬是火星探测器发射的最佳窗口期，阿联酋、中国、美国3国先后实施火星探测器发射任务。2020年了月20日，阿联酋首颗火星探测器“希望号”使用日本运载火箭在种子岛航天中心发射升空。2020年了月23日，中国首次火星探测任务“天问一号”探测器在海南文昌航天发射场由“长征五号”运载火箭送入太空。2020年了月30日，美国“毅力号”火星车在卡纳维拉尔角空军基地由“宇宙神5号”运载火箭发射升空。3颗火星探测器将于2021年2月起陆续抵達火星开展探测活动。
6美国“星链”低轨互联网星座大规模部署
2020年1月了日，美国SpaceX公司“星链”低轨互联网星座第三批60颗卫星由“猎鹰9号”火箭发射升空，拉开2020年度“星链”大规模部署序幕。截至2020年11月25日，第16批“星链”卫星发射成功，SpaceX公司全年共发射14批次，将835颗卫星送入轨道，入轨卫星总数达到895颗。虽然“星链”星座部署远未完成，但这已经是人类有史以来发射的规模最大的星座，也是部署最快的星座。同时，航天界也有专家认为，SpaceX公司大规模部署“星链”对天文观测和空间安全产生了负面影响。
7美国任务扩展航天器首次为卫星成功延寿
2020年2月25日，美国诺斯罗普·格鲁曼公司的“任务扩展航天器”（“MEV-1”）在经过数月的在轨测试后，顺利捕获停泊在“墓地轨道”的因推进剂耗尽退役的通信卫星“Intelsat-901”，成功完成了历史性首次对接。之后MEV-1作为代替的推进系统，改变了“Intelsat-901”卫星的轨道，为其延长了3～5年的寿命，此次延寿成功标志着一个全新的太空服务领域的开始。
8美欧太阳轨道探测器成功发射
2020年2月10日，由美国宇航局与欧空局合资打造、造价达数亿美元的太阳轨道探测器，从佛罗里达州卡纳维拉尔角搭乘“宇宙神5号”运载火箭升空。该探测器共携带了10部仪器，其中包括6部望远镜和4部用于研究探测器周围环境的仪器。探测器近距离对太阳进行观测，为科学家提供太阳大气层、风和磁场的最新信息，还计划首次获得太阳未知极地区域的图像。
9伊朗新火箭成功发射首颗军用卫星
2020年4月22日，伊朗新型国产三级固液混合运载火箭“信使号”在沙赫鲁德导弹靶场从一辆运输起竖发射车上起飞，成功把伊朗自行研制的“光明-1”军用卫星送入425千米预定轨道。这是伊朗首次成功发射自己的军用卫星。由于此次发射前伊朗从未公开过该型火箭的存在，从而使“信使号”火箭更加引人瞩目。
10俄“联盟MS-17”飞船创造与国际空间站对接最短时间纪录
2020年10月14日，俄罗斯用“联盟-2.1a”运载火箭成功将联盟“MS-17”载人飞船发射进入预定轨道。该飞船搭载3名航天员，发射后绕地运行两圈即同国际空间站实施对接，耗时仅3小时3分，创造了“联盟MS-17”载人飞船与空间站的最短交会对接时间纪录。超快速对接模式此前已在“进步号”货运飞船上得到验证，但还是首次在载人飞船上使用。俄罗斯希望借此来减轻航天员和地面控制人员的工作负荷。