Использование атомной энергии в военных целях привело к созданию подводных лодок с атомным реактором. Первая из них, «Наутилус», в 1954 г. была спущена на воду в США, а в 1960 г. американская атомная подводная лодка, не поднимаясь на поверхность, за 84 дня совершила кругосветное плавание. Подобные многодневные плавания, в том числе и подо льдом Северного Ледовитого океана, совершали советские подводные лодки.
Первая атомная подводная лодка «Наутилус».
Первая в Великобритании атомная электростанция.
Благодаря разработке управляемой термоядерной реакции стало возможным применение атомной энергии в мирных целях. В 1954 г. в СССР, в городе Обнинске, начала работать первая в мире экспериментальная атомная электростанция, а в 1956 г. в Англии вступила в действие первая промышленная атомная электростанция. Сейчас в мире работают сотни атомных электростанций.
Ракетостроение и космонавтика.
К первым десятилетиям ХХ в. относится теоретическое (физическое, математическое и техническое) обоснование возможности космических полётов. Основоположником научной космонавтики в России стал учитель физики из Калуги К. Э. Циолковский, разработавший инженерные решения конструкции ракет и жидкостного ракетного двигателя. К основоположникам ракетостроения и космонавтики можно отнести также работавшего в Германии, Италии и США Г. Оберта, который написал первый в Западной Европе фундаментальный труд, посвящённый космическим полётам.Самые значительные достижения в ракетостроении связаны с именами С. П. Королёва и В. фон Брауна. Оба проводили успешные испытания ракет ещё в 1930-х гг. Королёв с 1945 г. стал ведущим конструктором и организатором ракетостроения в СССР. Под руководством Королёва, а затем его сподвижников и преемников В. Н. Челомея и М. К. Янгеля создавались ракеты разных типов, выводившие на орбиту Земли искусственные спутники и космические корабли. Браун являлся одним из руководителей германского военно-исследовательского ракетного центра, главным конструктором баллисти-ческой управляемой ракеты «Фау-2», которая запускалась с материка и нанесла немалый урон английским городам. В дальнейшем, с 1945 г. Браун работал в США ведущим конструктором ракетносителей.
4 октября 1957 г. в Советском Союзе был запущен первый искусственный спутник Земли, а спустя месяц – второй, с собакой Лайкой на борту. Осенью 1959 г. «Лунник-3» сфотографировал обратную сторону Луны и передал эти снимки на Землю. Вслед за советскими спутниками на околоземных орбитах появились и американские. Но следующий решающий прорыв в космос также принадлежал советским учёным и конструкторам. 12 апреля 1961 г. Ю. А. Гагарин за 108 мин облетел Землю на космическом корабле «Восток». Вскоре, 5 мая, в США был выведен на околоземную орбиту корабль с астронавтом А. Шепардом. В августе пилотируемый Г. С. Титовым «Восток-2» совершил 17 витков вокруг нашей планеты.
В 1960-х гг. на орбите произошла первая стыковка двух космических кораблей, запускались автоматические межпланетные станции: советская – к Марсу и американская – к Венере. Советский космонавт А. А. Леонов, а затем и американский астронавт Э. Уайт выходили в открытый космос. Космические аппараты сверхдержав совершали посадку на поверхность Луны, брали пробы грунта и сообщали информацию о его составе на Землю. Советский аппарат опускался на поверхность Венеры; американский пилотируемый корабль «Аполлон-8» облетел Луну. Летопись космических достижений 1960-х гг. завершила высадка в 1969 г. американцев Н. Армстронга и Э. Олдрина с корабля «Аполлон-11» на Луну и посадка на неё в 1970 г. советского самодвижущегося аппарата «Луноход-1».
Последняя треть ХХ столетия ознаменовалась осуществлением международных проектов по освоению космоса, созданием американских кораблей многоразового использования и советских долговременных космических станций. Наибольший срок в околоземном пространстве отработал российский орбитальный научно-исследовательский комплекс «Мир» (1986 – 2001), на котором были установлены все рекорды длительности пребывания человека в космосе.