太阳系碎片“化石”
一般认为，与内部发生物质分化的行星不同，小行星是由原行星云的原始物质形成。科学家表示，这是“保存在宇宙真空的时间胶囊”。它们的一小部分会以陨石形式周期性落到地球，但从来都不知道它们是从何掉落。如果有机会拿到具体样本，那就是另一回事了。
日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）的“隼鸟”号探测器率先做到，2005年11月从小行星“糸川”表面采集了土样，并于2010年6月送回地球。
开启“胶囊”后，科学家发现了大约1500种典型的碳质球粒陨石矿物质。有趣的是，它们是变质的，也就是说经受了长时间的加热，而这只在较大型天体的内部才可能发生。
2019年，日本再次开展采样任务。“隼鸟2号”探测器在“龙宫”小行星采集了两份样本，其中一份取自行星表层以下。按计划，“时光胶囊”将于12月6日运回地球。这将是首份采自小行星地表以下的样本，虽然不深。
尽管两次任务都取得了成功，但进一步分析发现，“糸川”和“龙宫”都是非常年轻的小行星，不超过900万年。科学家认为它们是较大天体的碎片。
而科学家认为，构成小行星“贝努”的宇宙尘埃与46亿年前形成太阳和行星的宇宙尘埃一样，而且“贝努”可能更古老。对于行星学家来说，获得它的样本是探索太阳系最久远过去的一个机会。
“贝努”令科学家感兴趣的不只是它的年龄。如果在样本中发现由碳、氧、氢和氮（这些为所有生物的基本化学成分）组成的复杂分子，那么就可以更加确定地说，彗星和小行星在向地球运送原始“生命成分”方面有重要作用。
从“贝努”小行星采集的样本将于2023年运抵地球。
月球上的“野外工作”
尽管使用现代遥感方法进行研究是可行的，但是材料样本直到今天仍然是有关行星及其卫星组成的唯一可靠的信息来源。当然，被人们研究得最清楚的是月亮。
月球地质学研究是美国登月计划的重点之一，因此历史上首位科学家宇航员、地质学家哈里森·施密特（Harrison Schmitt）被选择执行阿波罗17号任务。
苏联的月球探测器也将少量月球土壤样品带回了地球，分别是1970年、1972年和1976年发射的月球16号、月球20号和月球24号探测器。
至于其他项目，包括2004年由美国国家航空航天局“星尘使命”号飞船搜集到的维尔特二号彗星（81P/Wild）尾部的灰尘，以及2001年至2004年由起源号探测器(Genesis)搜集到的太阳风粒子，可以在一定程度上被认为是地外物质样本。
几乎所有的探月计划都涉及在月球表面采样和钻井。中国计划在今年12月发射嫦娥五号探测，预计其返回舱将携带月球土壤样本和在月球表面下2米深处钻出的岩石样本返回地球。中国计划于2030年前完成载人登月任务。
不久前，今年10月13日， NASA与澳大利亚、加拿大、阿联酋、意大利、英国、卢森堡和日本等等7个国家的航天机构签署了《阿尔忒弥斯协议》，以实施有史以来最大的登月计划。该协议计划2024年将宇航员送上月球，并在2028年建造一个月球基地。
俄罗斯联邦航天局计划发送自己的探测器来研究月球的内部结构并进行采样工作。
2020年2月， JAXA宣布火星卫星探测（MMX）计划正式进入积极开发阶段。与已使用过的探测“糸川”和“龙宫”小行星的类似装置将降落在火卫一上。如果一切按计划进行，火星卫星的样本将在2029年返回地球。