Proyecto Mercurio (1958-1963)
Al principio la NASA era muy pequeña, con sólo cuatro laboratorios y unas ochenta personas trabajando. Los ingenieros y científicos alemanes dirigidos por Wernher von Braun les ayudaron a construir cohetes. Habían ayudado a construir el misil V-2 en Alemania durante la Segunda Guerra Mundial y el misil Redstone para el ejército estadounidense después. Su laboratorio de misiles del Ejército fue transferido a la NASA.
En 1960 pusieron en marcha el proyecto Mercurio. Las misiones espaciales del Proyecto Mercurio fueron diseñadas por la NASA, principalmente para probar si los humanos podían sobrevivir en el espacio. Después de demostrar que era posible que la gente viviera en el espacio, siguieron adelante.
El 15 de mayo de 1961 el astronauta Alan Shepard se convirtió en el primer estadounidense en el espacio. Menos de un año después, John Glenn se convirtió en el primer estadounidense en orbitar o rodear la Tierra. Lo hizo en una nave espacial llamada Friendship 7. Una vez que el Proyecto Mercurio demostró que los humanos podían vivir en el espacio, se inició el Proyecto Géminis. Menos de un año después de su inicio, comenzó también el Programa Apolo.
Proyecto Géminis (1961-1966)
Tras el éxito de Mercurio, la NASA se dio cuenta de que tenía que empezar a planificar sus misiones a la Luna. La nave espacial Géminis se construyó para dos hombres. Seguía siendo pequeña y estrecha como la cápsula Mercury, pero permitía más libertad de movimientos. El proyecto Géminis demostró que dos naves espaciales podían reunirse (encontrarse y acoplarse) en el espacio. Neil Armstrong, el primer hombre en la Luna, también estuvo en el primer vuelo Géminis que se acopló a otra nave espacial en el espacio exterior. La nave Géminis no se acopló a otra nave espacial con personas dentro. En su lugar, se acopló a un cohete llamado "vehículo objetivo Agena". Las últimas misiones Géminis fueron experimentos científicos y paseos espaciales diseñados para preparar el Programa Apolo, que haría aterrizar a seres humanos en la Luna.
Programa Apolo (1961-1972)
El programa Apolo fue iniciado por el presidente John F. Kennedy en la década de 1960. El programa constaba de 16 misiones diseñadas para enviar un hombre a la Luna y devolverlo sano y salvo a la Tierra. La primera misión Apolo, Apolo 1, terminó en desastre cuando un incendio en el módulo de mando mató a todos los astronautas a bordo. Las misiones Apolo 8 y 10 fueron a la Luna. Probaron equipos y tomaron fotos pero no aterrizaron.
El principal éxito del proyecto llegó en 1969, cuando Neil Armstrong y Buzz Aldrin aterrizaron en la Luna como parte del Apolo 11. La misión fue un gran éxito para la NASA y más de seis millones de personas la vieron en todo el mundo. Después del Apolo 11, otros seis vuelos Apolo fueron a la Luna. Cinco de ellos aterrizaron. El que no aterrizó, el Apolo 13, tuvo que abortar su misión cuando un tanque de oxígeno explotó en la nave. El Apolo 17 fue la última misión que aterrizó en la Luna.
Skylab (1965-1979)
Después de que el Congreso suspendiera los alunizajes, la NASA necesitaba una nueva dirección. Utilizando un cohete Saturno V sobrante, el cohete gigante que envió a los hombres a la Luna, crearon una estación espacial que orbitaba sobre la Tierra. Esta estación espacial se llamó Skylab. El Skylab era muy grande por dentro, incluso más grande que una casa pequeña. El Skylab fue visitado por las naves espaciales Apolo. Hubo tres misiones al Skylab. Cada una de ellas llevó a cabo importantes experimentos. La última misión con tripulación, el Skylab 4, estuvo 84 días, 1 hora, 15 minutos y 30 segundos, más tiempo del que había pasado cualquier misión espacial hasta 1977. El Skylab se desintegró en la atmósfera en 1979.
Proyecto de pruebas Apolo-Soyuz (1972-1975)
Durante la carrera espacial, los soviéticos habían diseñado su propia nave espacial para volar a la Luna. Su nave espacial se llamaba Soyuz. Los soviéticos nunca llegaron a la Luna, tenían demasiados problemas. En su lugar, empezaron a crear pequeñas estaciones espaciales. La nave espacial Soyuz es lo que utilizaron para ir a estas estaciones espaciales. Estados Unidos y la Unión Soviética formaban parte de la Guerra Fría. Para lograr la paz entre la Unión Soviética y EEUU, decidieron que acoplarían una nave Apolo a una nave Soyuz en el espacio. Tras el acoplamiento, las tripulaciones realizaron experimentos y aprendieron sobre la cultura del otro. El Apolo-Soyuz fue el último vuelo de la nave espacial Apolo. No se ha vuelto a utilizar desde entonces y, a partir de 2020, no hay planes para que se vuelva a utilizar.
Programa del transbordador espacial (1972-2011)
En las décadas de 1980 y 1990 la NASA comenzó a concentrarse en la construcción de transbordadores espaciales. En 1985 se construyeron cuatro transbordadores. El primero en lanzarse fue el transbordador espacial Columbia el 12 de abril de 1981. En esta época el público empezó a perder interés en el programa espacial y la NASA se enfrentó a recortes presupuestarios. Habían previsto que los transbordadores espaciales costaran menos, ya que podían utilizarse más de una vez. Pero finalmente resultó que los transbordadores espaciales eran más caros, ya que construirlos en primer lugar costaba más dinero de lo normal. Hubo más problemas para la NASA después de que el transbordador espacial Challenger se desintegrara en vuelo en 1986, matando a sus siete astronautas. El incidente se conoce como el Desastre del Challenger.
El desastre del Challenger obligó a la NASA a reflexionar sobre su forma de trabajar. Toda la flota de transbordadores espaciales fue suspendida durante un año. Después, la NASA puso en órbita el telescopio espacial Hubble. Su foto más famosa fue la del Campo Profundo del Hubble.
En 2011, la NASA cerró el programa del transbordador espacial. Su uso era más caro que el de otros vehículos de lanzamiento.
Estación Espacial Internacional (1993-actualidad)
A principios de la década de 1980, la NASA planeó la Estación Espacial Libertad como contrapartida a las estaciones espaciales soviéticas Salyut y Mir. Nunca salió del tablero de dibujo y, con el fin de la Unión Soviética y la Guerra Fría, fue cancelada. El fin de la Carrera Espacial llevó a los funcionarios de la administración estadounidense a iniciar negociaciones con socios internacionales de Europa, Rusia, Japón y Canadá a principios de los años 90 para construir la Estación Espacial Internacional. Este proyecto se anunció por primera vez en 1993 y se denominó Estación Espacial Alfa. Estaba previsto combinar las estaciones espaciales propuestas por todas las agencias espaciales participantes: La Estación Espacial Freedom de la NASA, la Mir-2 de Rusia (la sucesora de la Estación Espacial Mir, cuyo núcleo es ahora Zvezda) y la Columbus de la ESA, que estaba previsto que fuera un laboratorio espacial independiente.
El rover Curiosity (2011-presente)
El Curiosity es un rover del tamaño de un coche. Fue creado para explorar el cráter Gale de Marte. Curiosity fue lanzado desde Cabo Cañaveral el 26 de noviembre de 2011, a las 15:02 UTC y aterrizó en Aeolis Palus dentro de Gale en Marte el 6 de agosto de 2012, a las 05:17 UTC. El lugar de aterrizaje del Bradbury estaba a menos de 2,4 kilómetros (1,5 millas) de donde aterrizó el rover tras un viaje de 560 millones de kilómetros (350 millones de millas). Los objetivos del rover incluyen una investigación del clima y la geología marcianos.