Uzay ortamının en belirgin özelliği yerçekiminin olmayışıdır. Bu fiziksel durum, yeni bir bilim dalının, uzay biyolojisinin gelişmesine yol açmıştır. Uzay biyolojisi özellikle yerçekimsiz ortamda insan organizmalarının hareketlerini incelemektir. Uzun süren ilk uzay uçuşları, sadece birkaç sonunda kemiklerin kolayca kırılmasına yol açan önemli bir kalsiyum kaybı, hareketsiz kalan bacaklarda kas atrofisi ve kalpte yavaşlama meydana geldiğini ortaya çıkarttı. Bu olumsuz etkilere karşı, Ruslar bir dizi önlem aldılar; uygun bir beslenme, egzersizler, özel kıyafetler ve sürekli bir tıbbi kontrol. Tıbbi kontrol insanı yerçekimsiz ortamda bekleyen en büyük tehlikeye (geri dönüşte insan vücudunun yerdeki koşullara olan direncin kaybetme noktasına gelmesi) karşı korumada büyük önem taşır.
Bununla birlikte yerçekimi yokluğunun olumlu yanları da vardır; özellikle sedimantasyon (kanda akyuvarların çökmesi) olayının ortadan kalkması, ürünlerin Dünya’da olduğundan çok daha kolay ayrışmasını sağlar. Elektroforez tekniği sayesinde, mesela interferon veya interlökin gibi değerli maddeleri, yörüngede Dünyaya oranla çok daha iyi ayrıştırmak mümkündür.
Amerikalılar bu yöntemlere tamamen hakim olduğunda, uzayda gerçek ayrıştırma fabrikaları kurabilecekleri öngörülmektedir. Bu fabrikaların ürettiği ürünler ilaç sanayisi için her yıl önemli bir pazar oluşturacaktır. Yerçekimsiz ortam koşullarında mükemmel gelişme gösteren kristallerinde elde edilmesi de uzay biyolojisinin umut verici bir başka yanıdır; bu kristaller kompleks proteinlerin incelenmesinde veya üretilmesinde büyük yarar sağlar. Bununla birlikte yörüngede elde edilen ürünlerin maliyetlerinin yüksek oluşu daha uzun bir süre bunların üretimini sınırlayacaktır.
Ay’dan Mars’a Doğru
İnsanoğlu gelecek yüzyılda kalıcı bir bilimsel üs kurmak üzere Ay’a tekrar gitmeyi ve daha sonra Mars’a ayak basmayı hedefliyor.
Ay’ın fethine imkan veren Apollo uzay gemileriyle Saturn füzelerinde kullanılan teknoloji artık terk edilmiştir. Ay’da içerinde 10 kişinin yaşayacağı yarısı toprak altına gömülmüş modüllerden oluşan büyük üssün kurulması söz konusu. Bu üs ile dünyanın yörüngesindeki bir istasyon arasında bağlantıyı sağlayan bir uzay gemisi her altı ayda bir, üstekileri alarak yerlerine yeni görevlileri getirecektir. Dünya dışı bir koloninin ilk adımını oluşturan bu üs çok büyük bir gözlemevi ile ay kayaçlarından oksijen elde edecek bir fabrika kurmayı sağlayacaktır. Dünya yörüngesine yerleştirilmiş istasyona bağlı gemilerin motorlarını beslemek için de bu oksijenden yararlanılacaktır.
Amerikalılar ve Ruslar Mars gezegeniyle çok ilgilenmekte ve 2015-2020 yılları arasında bu gezegene astronot çıkartmayı hedeflemektedirler. Buna göre güvenlikle ilgili sebepler yüzünden yolculuğu, bir kaza durumunda bir diğerinin mürettebatını almaya hazır iki özdeş gemi gerçekleştirecektir. Bu serüven dört insana Dünya’ya dönmeden aylarca Mars’ta kalma imkanı verecektir. Bu projelerde kullanılacak nükleer reaktörler en az 18 aylık bir gidiş dönüş süresince yeterli 100kW’tan fazla enerjiyi tek başına uzay gemilerine sağlayacak kapasitededir. Marsa yapılacak insanlı uçuşun karmaşıklığı ve maliyetinin yüksek oluşu karşısında Amerikalılar ve Ruslar bu iddalı projeyi gerektiği gibi yürütebilmek için güçlerini birleştirme imkanlarını araştırmaktadırlar.