任何一個成功的太陽系起源與演化假說都需要解釋行星系統的整體結構。
除此以外，它還要解釋各天體的性質，包括表觀特徵（如月球表面的環形山）和行星的內部情況。
數百年來，天文學家們能夠用來支撐其理論研究的材料少之又少。
在望遠鏡下看，太陽系大部分天體小得只能看到一個個光圈和光點。
即便是在科技如此發達的今天，世界上最精密的望遠鏡拍攝的影像數據還是不及太空飛行器掠拍的更加精細。
太空時代的來臨是太陽系觀測史上一個重大的分水嶺。
藉助太空飛行技術，太空人登上月球並帶回382千克月巖，極大地推動了人類對地球這位最近的鄰居的研究。
太空任務讓許多從地球上只能看到模糊影像或渺小光點的天體變得更加清晰，實現了對它們的地圖繪製、探測和科學調研，為人類的研究提供了大量全新的數據。
美國「水手4號」（Mariner 4）火星探測器證明了太空探測無可替代的優勢。
1964年11月，「水手4號」搭載著1臺電視照相機和6臺科學儀器從美國佛羅裡達州的卡納維拉爾角發射升空。，果一切進展順利的話，它將拍攝出除地球和月球以外的太陽系天體的第一張特寫照，並對其進行測量。
在它之前，為了一睹這顆紅色星球的芳容，美國及蘇聯已經先後發射過6枚火星探測器，其中包括與「水手4號」一脈相承的「水手3號」（Mariner 3）火星探測器，但很遺憾均以失敗告終。
沒有人知道「水手4號」是否也會遭受同樣的命運。
1965年7月，「水手4號」終於近距離接近火星，上至科學家下至普通民眾無不密切關注著它的最新動態。
火星是太陽系中唯一一顆天文學家從地球上能看到其表面的巖質行星，它在望遠鏡下的影像簡直模糊得可憐。
天文學家已經知道火星兩極和地球一樣被冰雪覆蓋著，它的表面分布著一些明暗交替的區域，但這些區域需要近距離才能看清。
許多人對火星寄予厚望，認為它可能是另一個地球，只是溫度和體積要更低一些。
珀西瓦爾·洛厄爾（Percival Lowell）是一名美國商人兼業餘天文學家，他曾經在19世紀末提出一個更加大膽但飽受質疑的猜測，即那些橫亙在火星表面的明暗條紋是火星文明建造的運河網絡。
儘管洛厄爾的猜想聽起來異想天開，但科學家的確在嚴肅考慮火星上存在生命（特別是植物）的可能性。
尋找太陽系地外生命的希冀是NASA（美國國家航空航天局）原始行星探索項目背後的主要動力，也為NASA獲得了很多公眾及政治支持。
1965年7月14日和15日，「水手4號」於9 846千米處近距離掠過火星，並拍攝了22幅模糊的黑白電視圖像，它們被保存在磁帶記錄器中並隨後被傳回了地球。
這些模糊的圖像成了火星的第一批快照，雖然只拍到火星表面的1%，但已經產生了轟動性效應。
當時一名記者曾這樣讚嘆道：「它簡直和伽利略發明望遠鏡從而發現月球表面凹凸不平一樣偉大。」
隨著火星的電視圖像被傳回地球，從20世紀開始盛傳的火星和地球是一對「孿生兄弟」的這一幻想終被打破。
事實上，火星表面非常不平整，這更容易使人聯想到荒涼的月球，而不是地球。
經測量，火星表面的溫度為-100攝氏度，大氣壓強還不足地球的1%，這些數據直觀地反映了火星環境與地球非常迥異，嚴酷而陌生。
雖然「水手4號」拍到的凹凸不平的火星地形後來被證實無法代表火星的整體情況，但它還是徹底推翻了太空時代來臨前人們對火星的種種臆測。
雖然按照目前情況來看，在太陽系找到生命的希望非常渺茫，但我們仍然有繼續深耕的理由。
如果說對火星的探索已經帶來了這麼多新發現，那麼其他行星和衛星又能給我們帶來怎樣的驚喜呢？
即2012年，太空飛行器已經飛掠過太陽系的八大行星。
藉助軌道太空飛行器，我們繪製出了金星、火星和月球的詳細地圖，並進行了深入研究；
此外，木星、土星及它們的環系和衛星也有所涉及。
2011年，美國「信使號」（Messenger）水星探測器成功進入水星軌道，並對這顆距離太陽最近的行星做了類似的探測。
其後，各種機器人探測器也陸續登上了金星、火星以及土星最大的衛星土衛六（Titan），將拍攝到的圖像和收集的數據傳送回地球，太空人還從月球帶回了樣本。
不僅如此，多艘宇宙飛船還造訪了多顆小行星和彗星，如NASA的「新視野號」（New Horizons）探測器計劃進入柯伊伯帶，在2015年時接近冥王星[2] 。
藉助空間任務、哈勃空間望遠鏡和新一代地面望遠鏡，科學家們終於有機會深入比較各行星，進而回答有關行星形成的一些基本問題。