空间科学奠基时期20世纪以来，短波无线电远程通信试验成功，电离层的发现，宇宙线的观测，磁暴和电离层暴27天重现性与太阳自转有关的发现，以及等离子体振荡的发现等，也促进了理论研究的发展，如S.查普曼和费拉罗(V.C.A.Ferraro)提出了磁穴和环电流的概念，Sir E.V.阿普尔顿和哈特里 (D.R.Hartree)建立了磁离子理论，朗缪尔(I.Langmuir)提出了等离子体的概念，H.阿尔文预言阿尔文波的存在等
在实验方面，用探空火箭拍摄了太阳的整个光谱，探测了电离层和高层大气结构；光谱分析广泛地用于测定太阳和行星大气的化学组成，据此维尔特 (R.Wildt)提出了类木行星由大量氢所组成；对地外生物和地外文明也开始了探索
这些都为空间科学的形成奠定了基础
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