美国是一个空间科学大国，保持在空间科学技术上的领导地位是美国空间科学和技术发展的基本方针。国际合作是美国空间科学活动的重要组成部分。多年来，美国在空间科学领域的国际合作主要以双边合作为主，极少有多边合作，与其合作最为密切的国家和组织是加拿大、欧洲空间局和日本，其次是法国、德国、意大利和俄罗斯。目前，在美国组织的11项大型空间科学计划中，有6项的总投资超过10亿美元，它们是：国际空间站、地球观测系统、先进X射线空间物理设施、Cassini卫星探测计划、哈勃太空望远镜和加里略木星使命计划。所有11项计划均包含相当程度的国际合作内容。
在西欧，空间合作研究主要由欧洲空间局(ESA)组织和协调，目前，欧洲空间局开展的大型研究计划有：空间红外观测卫星、克拉斯特观测计划、X射线多镜望远镜观测计划、Integral空间观测计划、Envisat地球观测计划。
目前，在空间领域开展的最大的国际合作项目是国际空间站计划，由美国、俄罗斯、日本、欧空局以及加拿大联合实施，总投资450亿美元。目前合作各方已对该计划做了详细的严格分工，各参加方基本上都是独立地完成各自承担的任务。按照预定计划，由俄罗斯制造的空间站的第一个组成部分——功能货舱将于1997年1月有俄罗斯质子号火箭发射升空；首批3名宇航员将于1998年5月进入轨道；美国、日本和欧洲的三个实验舱将分别于1999年、2000年和2002年进入太空。
由于西方发达国家出于对空间领域高科技的保护与封锁以及国家安全、政治外交战略等方面的考虑，在组织空间科学国际合作计划时特别谨慎，一般仅限于少数的空间科学先进的发达国家之间。中国至今在空间科学领域尚未参加重大的国际合作研究计划。
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