歐空局公布ESO 455-10行星狀星雲照片
1月29日，歐空局公布一張哈勃望遠鏡拍攝的ESO 455-10行星狀星雲照片。這個星雲位於天蠍座區域，中心恆星已演化至生命末期，噴發出的氣體發出朦朧的熒光。銀河系約有2萬個行星狀星雲，它們在衰亡的過程中不斷向外釋放宇宙物質，促使下一代恆星的形成，在星系演化過程中扮演着重要角色。
1月29日，中國“長征四號丙”運載火箭發射升空。
1月29日，中國“長征四號丙”運載火箭發射升空，甘肅省酒泉。29日12時47分，一枚“長征四號丙”火箭在酒泉衛星發射中心點火升空，成功將3顆遙感衛星送入預定軌道。新衛星主要用於科學試驗研究、海洋和陸地資源普查等任務。“長征”系列火箭目前共有9個系列21個型號，能夠覆蓋各種地球軌道和航天器的發射需求，迄今累計發射359次。2021年中國航天將安排超過40次發射任務，包括發射中國空間站核心艙、載人飛船、貨運飛船等。
2月1日，從國際空間站遠眺月球。
2月1日，從國際空間站遠眺月球，此時空間站正運行至中國南海上空。2021年全球至少有4個國家計劃發射月球探測器。印度計劃在3月發射“月船3號”探測器，日本計劃在7月發射月球車“八起”（Yaoki），俄羅斯計劃在10月發射“月球-25”號探月器，NASA 計劃在11月完成“獵戶座”飛船首次繞月飛行測試。
2月1日，美國宇航員霍普金斯太空行走中自拍。
2月1日，美國宇航員邁克爾·霍普金斯太空行走中自拍，宇航服頭盔上倒映藍色地球。1日，霍普金斯與美國宇航員維克多·格洛弗執行一周內第2次太空行走，歷時5小時20分鐘。他們安裝完成新電池系統的最後組件，並加裝3個艙外攝像頭。本次任務結束標誌着歷時4年的空間站電池系統升級正式完成，此前48組鎳氫電池已全部替換為供電效率更高的鋰電池，新電池設計使用壽命為10年。
2月2日，SpaceX 星際飛船原型機 SN9 試飛着陸時發生爆炸。
2月2日，SpaceX 星際飛船原型機 SN9 試飛着陸時發生爆炸，美國得州。2日，SpaceX 時隔2個月再次進行星際飛船高空飛行測試，飛船點火後成功垂直上升至1萬米高度並完成翻轉，最終因下降速度過快而撞擊地面爆炸，整個過程持續6分26秒。本次飛行高度略低於上一次測試，但仍以降落失敗告終。下一艘星際飛船原型機 SN10 已經完成組裝並運抵發射台。按照計劃，SpaceX 將在2026年前使用星際飛船搭載人類前往火星。
2月3日，2艘 SpaceX 星際飛船原型機豎立在發射場上
2月3日，2艘 SpaceX 星際飛船原型機豎立在發射場上，美國得州。3日，SpaceX 宣布 SN9 星艦原型機降落爆炸事件未對另一艘原型機造成損傷，將依照原計劃在2月底進行新一次試飛。SN10 是 SpaceX 建造的第19艘星艦原型機，採用3個“猛禽”火箭引擎，並搭載更多用於測試性能的隔熱瓦。根埃隆·馬斯克的設想，人類在火星建造城市需要超過1000艘星艦以完成物資運輸。
2月6日，歐空局公布一張哈勃望遠鏡拍攝的UGC 3885星系照片
2月6日，歐空局公布一張哈勃望遠鏡拍攝的UGC 3885星系照片。UGC 3885 是一個位於北天星座天貓座（Lynx）的螺旋星系，距離地球約1.8億光年。這個星系的中心曾在2001年發生過一次超新星爆炸事件，星系螺旋臂外層的藍色光點是正在形成中的新恆星。
2月6日，中國“天問一號”火星探測器傳回首張火星圖像
2月6日，中國“天問一號”火星探測器傳回首張火星圖像，此時探測器距離火星約220萬公里。圖像上可辨認出阿茜達利亞平原、克律塞平原、子午高原、斯基亞帕雷利坑等火星特徵地貌。6日，“天問一號”探測器已飛行198天，飛行里程超過4.6億公里，目前探測器與火星距離約90萬公里，預計還有4天進入環火星軌道。
2月6日，阿聯酋慶祝該國首個火星探測器“希望”號即將抵達火星軌道。
2月6日，阿聯酋第一高塔哈利法塔上投映紅色倒計時，慶祝該國首個火星探測器“希望”號即將抵達火星軌道，迪拜。6日，阿聯酋航天局宣布“希望”號探測器距離火星軌道還剩最後520萬公里行程，預計於2月9日晚7點42分進入環火星軌道，入軌成功率為50%。“希望”號是第一個阿拉伯國家的星際探測器，由阿聯酋和美國合作研製，2020年7月20日發射迄今已飛行約4.9億公里。
2月8日，歐空局公布2張“火星快車”號探測衛星拍攝的照片。
2月8日，歐空局公布2張“火星快車”號探測衛星拍攝的照片，分別為2月6日和2月7日火星年交替期的火星。2021年2月7日是第36個火星年（MY36）的開始。火星與地球一樣存在四季交替，一個火星年相當於687個地球日，從北半球進入春季起算，新一年將持續至2022年12月25日。2月9日至18日，阿聯酋、中國和美國的3個人類火星探測器即將陸續抵達火星軌道。
2月11日，NASA展示空間站實驗中培育的蛋白質晶體結構
2月11日，NASA 新公布一張電子顯微鏡圖像，展示空間站實驗中培育的蛋白質晶體結構。蛋白質是一種氨基酸構成的大型生物分子，是組成人體一切細胞、組織的重要成分。國際空間站環境能讓蛋白質晶體在無重力影響的狀態下生長，幫助科學家更好理解蛋白質的晶體結構與功能，從而加速特效新葯開發。
2月12日，NASA 公布一張哈勃望遠鏡拍攝的 M1-63 “沙漏狀”雙極星雲照片。
2月12日，NASA 公布一張哈勃望遠鏡拍攝的 M1-63 “沙漏狀”雙極星雲照片。M1-63是位於南天星座盾牌座的一個雙極星雲，距離地球約3.2萬光年。這種星雲中央存在兩顆恆星，一顆主恆星噴發出氣體和塵埃受到另一顆伴星的引力作用匯聚，形成類似沙漏或蝴蝶的對稱星雲形狀。
2月12日，一枚“聯盟”號火箭被運送至發射台
2月12日，一枚“聯盟”號火箭被運送至發射台，準備發射“進步 MS-16”號貨運飛船，哈薩克斯坦。2月15日，俄羅斯“進步 MS-16”號飛船將執行新一次國際空間站貨運任務，計劃運送2.4噸物資，包括食物、燃料、密封材料，以及一組研究微重力環境下用水藻製取氧氣的實驗設備。密封材料將用於封堵“星辰”號服務艙中轉隔艙發現的一個4.5厘米漏氣裂縫。
2月14日，阿聯酋航天局公布第一張“希望“號火星探測器傳回的照片。
2月14日，阿聯酋航天局公布第一張“希望“號火星探測器傳回的照片。這張照片拍攝於2月10日，“希望”號已進入環火星橢圓軌道，距離火星約2.47萬公里。圖像中央為火星最大的火山-奧林匹斯山（Olympus Mons）。“希望”號搭載1200萬像素高清成像儀、紅外光譜儀和紫外線光譜儀，能夠收集火星大氣層的能量流動和物質分布信息，幫助科學家繪製完整的火星大氣觀測圖。
2月16日，俄羅斯“聯盟”號火箭搭載“進步 MS-16”號貨運飛船發射升空。
2月16日，俄羅斯“聯盟”號火箭搭載“進步 MS-16”號貨運飛船發射升空，哈薩克斯坦。這艘飛船預計於2月17日上午9點20分與國際空間站自動對接，共運抵2.46噸補給物資。由於本次貨運任務比原定時間推遲2個月，導致俄國宇航員食物配額在1月底耗盡，不得不向美國宇航員尋求食物支援。俄宇航局計劃在2021年執行3次載人發射任務和3次貨運飛船發射任務。
2月17日，俄羅斯“進步 MS-16”號貨運飛船與國際空間站完成對接。
2月17日，俄羅斯“進步 MS-16”號貨運飛船與國際空間站完成對接。當日上午，“進步 MS-16”號飛船在自動對接過程中出現信號故障，最終由俄羅斯宇航員謝爾蓋·雷吉科夫通過手動模式完成對接。這艘貨運飛船將在空間站停靠152天，預計7月攜空間站廢料和即將退役的“碼頭”號對接艙一同脫離空間站，墜入地球大氣層焚毀。
2月17日，俄羅斯“進步 MS-16”號貨運飛船與國際空間站完成對接。
2月18日，NASA 公布“毅力”號火星探測器着陸後的首批照片。2月18日下午15點55分，毅力號在火星赤道北部“傑澤洛”隕石坑着陸，成為迄今第8個成功登陸火星地表的人類探測器。“毅力”號未來2年主要任務是尋找火星微生物的存在痕迹，例如土壤和岩石。NASA 計劃在2026年發射火星返回器將“毅力”號採集的樣本帶回地球。
2月17日，俄羅斯“進步 MS-16”號貨運飛船與國際空間站完成對接。
2月19日，NASA 公布一張“毅力”號火星探測器着陸過程照片，天空起重機（Sky Crane）推進器通過尼龍繩將火星車平穩下降至火星地表。天空起重機是類似於直升機的降落飛行器，四角有推進器實時調整方向，確保火星車6個輪子平穩接觸火星地面。由於火星和地球之間存在11分鐘信號延遲，着陸過程完全由探測器自動操作完成。
2月17日，俄羅斯“進步 MS-16”號貨運飛船與國際空間站完成對接。
2月19日，歐空局公布一張哈勃望遠鏡拍攝的赫比格-哈羅天體“HH 46/47”照片。赫比格-哈羅天體（Herbig-Haro objects）由新生恆星噴發出的氣體與塵埃摩擦而形成，呈現狀似星雲的發光天體，持續時間一般僅有數千年。HH 46/47位於南天星座船帆座，距離地球約1400光年。這個天體縱深寬度達10光年，1977年由美國天文學家 R·施瓦茨首次觀測發現。
2月20日，美國 Antares 運載火箭搭載“天鵝座”貨運飛船發射升空。
2月20日，美國 Antares 運載火箭搭載“天鵝座”貨運飛船發射升空，佛羅里達州。“天鵝座”飛船搭載3.8噸補給物資前往國際空間站，這是迄今裝載量最大的一次商業貨運任務。運送物資中包括一台用於空間站運維繫統的計算機，一套能將尿液轉化為飲用水的過濾系統，12萬條用於研究微重力環境下肌肉變化的蠕蟲，以及蘋果、西紅柿、乾酪、煙熏三文魚等新鮮食物。
2月22日，NASA 公布“毅力”號火星探測器導航相機拍攝的環境地貌照片。
2月22日，NASA 公布“毅力”號火星探測器導航相機（Navcams）拍攝的環境地貌照片。22日，“毅力”號開始通過主攝像機Mastcam-Z進行周圍地形測繪，該攝像機能夠通過鏡頭變焦構建全景和立體圖像，同時還能分析火星表面的礦物成分和繪製3D地圖。“毅力”號預計在4個火星日內完成機械臂等關鍵設備測試，並進行第一次短距離行駛。
2月22日，“天鵝座”貨運飛船抵達國際空間站。
2月22日，“天鵝座”貨運飛船抵達國際空間站。當天，日本宇航員野口聰一操縱機械臂讓飛船成功對接至“團結”號節點艙。“天鵝座”飛船在對接後既可以作為存儲艙，也可以作為獨立實驗艙供宇航員使用。本次補給任務共帶來3.8噸物資，其中1.1噸為科研設備和樣品，包括測試微重力環境對肌肉力量影響的實驗蠕蟲、監測宇航員睡眠質量的頭戴設備、人造視網膜製造試驗樣本等。
2月23日，NASA 公布一張“毅力”號拍攝的火星地表照彩色照片。
2月23日，NASA 公布一張“毅力”號火星探測器拍攝的火星地表照片。這張照片由安裝在“毅力”號底部的俯拍相機（Down-Look Camera）拍攝。火星地表因含有豐富的氧化鐵化合物而呈現紅色。毅力號本次着陸地點為火星赤道北部的“傑澤洛”隕石坑，這裡曾經是古河流三角洲，分布着黏土、碳酸鹽岩等水流沖積帶來的各種礦物質。
2月24日，NASA 公布一張“帕克”號太陽探測器拍攝的金星照片。
2月24日，NASA 公布一張“帕克”號（Parker）太陽探測器拍攝的金星（Venus）照片。金星赤道附近的暗部區域是“阿佛洛狄忒”大陸（Aphrodite Terra）高原，面積與地球非洲大陸接近。金星周圍的明亮光芒線由宇宙塵埃反射太陽光形成。這張照片拍攝於2020年7月11日，“帕克”號探測器正在第3次近距離飛掠金星，距離金星表面僅12,380公里。
2月25日，美俄三艘飛船同時停靠在國際空間站。
2月25日，美國“天鵝座“貨運飛船、俄羅斯“聯盟 MS-17”號載人飛船和“進步-77”號貨運飛船同時停靠在國際空間站。2名美國宇航員將於2月28日執行新一次太空行走任務，預計時長6個半小時，主要目標是升級電源線路以支持新太陽能電池板。NASA 計劃在2021年為空間站加裝6組新電池，提升發電性能30%。首批電池將在6月由 SpaceX 龍貨運飛船運送。
2月26日，NASA 公布一張哈勃望遠鏡拍攝的NGC 4826星系照片。
2月26日，NASA 公布一張哈勃望遠鏡拍攝的NGC 4826星系照片。NGC 4826 是一個位於北天星座后髮座的螺旋星系，距離地球約1,700萬光年。這個星系中央環繞着一條壯觀的黑色塵埃雲帶，因此被稱為“魔眼星系”（Evil Eye）。天文學家推測 NGC 4826 在大約10億年前與另一個星系發生碰撞，因此中央星體與外層氣體呈相反方向旋轉。
