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1957~1962년 소련이 시행한 우주탐사 계획. 대륙간 탄도 미사일 발사용으로 개발된 R-7로켓을 발사체로 하여 1957년 10월 4일 세계 최초로 스푸트니크 1호를 우주 궤도에 올리면서 막을 열었다. 스푸트니크 1호는 83.6㎏의 원형 캡슐이었으며, 원지점 942km, 근지점 230km의 지구궤도를 시속 3만 km의 속도로 96분마다 한 바퀴씩 돌았고, 1958년 1월 4일 지구대기권으로 떨어져 타버렸다. 1957년 11월 3일 발사된 스푸트니크 2호는 최초로 생명체인 '라이카'라는 개를 태우고 발사되었다.

이후 1961년의 스푸트니크 10호에 이르기까지 이와 비슷한 위성을 실은 8회의 우주비행에서는 우주선의 생명유지장치를 시험하기 위해 개, 쥐, 기니피그 등 여러 동물을 실어 생체 실험을 진행했다. 재진입 방법에 대한 시험을 했으며, 우주의 온도·압력·입자·복사·자기장 등에 대한 자료도 얻었다. 이런 일련의 발사와 실험은 이후 유인 우주선 발사 계획의 기반이 되었다.

그 결과 1961년 4월 12일 세계 최초의 유인 우주선인 보스토크1호(Vostok 1)가 성공적으로 발사되었고, 최초의 우주인인 유리 가가린(Yuri Alekseyevich Gagarin)이 우주 궤도 비행을 성공적으로 마친 후 귀환했다. 1962년에는 로켓기능실험과 지구기상 목적으로 11~18호가 발사되었고, 같은 해 금성 탐사를 위해 19~21호가, 화성 탐사를 위해 22~24호가, 달 탐사를 위해 25호가 발사되었으며, 이중 금성탐사선은 발사에 성공했으나 화성탐사선은 마스 1호를 실은 23호만 성공했고, 달탐사선은 실패했다.

스푸트니크 계획의 첫번째 위성인 스푸트니크 1호 발사 성공은 제2차 세계대전 이후 과학기술과 미사일 등 첨단무기 분야에서 소련이 낮은 수준에 머무르고 있다고 생각했던 미국에게 큰 충격을 주었는데, 이를 '스푸트니크 쇼크(Sputnik shock)'라고 한다. 미국은 공산주의 국가의 맹주인 소련의 부상과 직접적인 군사적 위협에 대웅하여 우주탐사, 과학기술, 교육개혁에 집중하게 되었다. 스푸트니크 충격을 계기로 미항공우주국(NASA, National Aeronautics and Space Administration)이 설립되었으며, 진보주의 교육은 본질주의 교육으로 전환되었다.