外层空间

發現號在1991年5月的STS-39航次中觀察到的極光，當時的軌道高度為260公里。

地球空間是鄰近地球的外太空區域。地球空間地方包括大氣層上層的區域，像是電離層和磁層，范艾倫輻射帶也在地球空間內。在地球的大氣層和月球之間的地區有時也稱為「地月空間」。

雖然它滿足外太空的定義，但在卡門線之上數百公里空間內的大氣密度依然可以對衛星造成足夠的阻力。許多人造衛星都在這個稱為低地球軌道的區域內運作，並且每隔幾天就需要啟動它們的引擎來維持軌道。此處的阻力雖然很低，但在理論上仍足以超越太陽帆所受到的輻射壓力，而這是行星際旅行所建議的一種推進系統。

充塞在地球空間內的帶電粒子密度非常低，他們的運動受到地球磁場的控制。這些由電漿形成的物質會受到太陽風暴的擾動，在太陽風的驅動下形成流向地球上層大氣層的電流。

當磁暴發生在地球空間的兩個地區，輻射帶和電離層，會造成強烈的擾動。這些風暴造成的高能電子流量增加，能夠對衛星上的電路造成永久性的損害。擾亂電信和GPS技術，並且即使在低地球軌道的太空人也會受到危害。它們也會在地球的磁極附近創造出極光。

地球空間還包含許多之前發射的載人或不載人太空船遺留下的殘骸，會對後續的太空船造成潛在的危害。有些碎片在經過一段時間後會重返地球的大氣層內。

缺乏空氣的地球空間（和月球表面）是天文學家觀察所有電磁頻譜的理想場所，由哈伯太空望遠鏡傳送回來的精彩圖片可見一斑，允許來自137億年前的光－幾乎就是大爆炸的時期－被觀測到。

地球空間的上層邊界是磁層和太陽風交界的介面，內側的邊界是電離層[3]。或者說，地球空間是地球大氣層上層和地球磁場抵達的最外側之間的外太空[4]。

行星際空間是太陽系內圍繞著太陽和行星的空間，這個區域由行星際介質主導，向外一直延伸到太陽圈，在那兒銀河系的環境開始影響到伴隨著太陽磁場的粒子流量，並且超越太陽磁場成為主導。行星際空間由太陽風來定義，來自太陽連綿不絕的帶電粒子創造了稀薄的大氣圈（稱為太陽圈），深入太空中數十億英里。風中的質點密度為5-10 質子/cm³，並且以 350-400km/s的速度在移動[5]。太陽圈的距離和強度與太陽風活動的程度息息相關[6]。自1995年起發現系外行星的意義為其它的恆星也有能力擁有自己的行星際介質[7]。

行星際空間的體積內幾乎是純粹的真空，在地球軌道附近的平均自由半徑大約是1天文單位。但是，這個空間並非完全的真空，到處都充滿著稀疏的宇宙線，包括電離的原子核和各種的次原子粒子。這兒也有氣體、電漿和塵粒、小流星體和到目前為止已經被微波光譜儀發現的數十種不同有機分子[8]。

行星際空間包含太陽生成的磁場[5]，也有行星生成的磁場，像是木星、土星和地球自身的磁場。它們的形狀都受到太陽風的影響，而類似淚滴的形狀，有著長長的磁尾伸展在行星的後方。這些磁場可以捕獲來自太陽風和其它來源的粒子，創造出如同范艾倫帶的磁性粒子帶。沒有磁場的行星，像是火星和水星，但是金星除外，它們的大氣層都逐漸受到太陽風的侵蝕。

星際空間是在星系內未被恆星或它們的行星系佔據的空間。星際介質－依照定義－存在於星際空間。

星系際空間是有物質的空間和星系之間的空間，星系際空間非常接近完全的真空，但通常仍會有自由的塵埃和碎片。在星系團之間，稱為空洞的空間，則幾乎是完全的真空。有些理論認為每立方米一顆氫原子的密度相當於宇宙的平均密度[9][10]。但是，宇宙的密度很顯然是不均勻的；他的密度從在星系內非常高（包括在星系內有著高密度的結構，像是行星、恆星、和黑洞等）到在廣大的空洞內非常低，遠低於宇宙平均值的密度。

圍繞和延伸在星系之間，有著稀薄的電漿[11]，它們被認為具有宇宙纖維狀結構[12]，這是比宇宙的平均密度略為密集的區域。這些物質被稱為星系際介質（IGM），並且通常是被電離的氫；也就是包還等量的電子和質子的電漿。IGM的密度被認為是宇宙平均密度的10至100倍（每立方公尺擁有10至100顆氫原子）。在富星系團內的密度高達平均密度的1000倍。

星系際介質被認為主要是電離氣體的原因是以地球的標準來看，它的溫度被認為是相當高的（雖然有些地區以天文物理的標準來看只是溫暖）。當氣體由空洞進入星系際介質，它被加熱至10⁵K到 10⁷K，這是足夠讓氫原子在碰撞時被撞出的電子成為自由電子，像這種溫度的星系際介質被稱為溫熱星系際介質（WHIM）。電腦的模擬顯示，在宇宙中約有一半的原子物質可能存在於這種溫熱、稀薄的狀態。當氣體從溫熱星系際介質的纖維狀結構進入星系團的宇宙斯狀結構的界面時，它的溫度會升得更高，溫度可以達到10⁸K或更高。