早在1911年，奧地利物理學家赫斯就發現地球一直在受到來自外層空間的、穿透能力非常強的輻射的轟擊。這種輻射在1925年被美國物理學家米利肯命名為「宇宙線」，因為它們是在宇宙中產生的。
經過這些年來，人們已經發現，宇宙線是由一些非常高速的帶正電原子核組成的。其中大約有百分之九十是質子（氫的原子核），百分之九是α粒子（氦的原子核），剩下的百分之一是一些質量更大、結構更複雜的原子核，有些大的如鐵的原子核，質量為質子的56倍。
這些撞擊地球外層大氣的高速原子核是所謂「原輻射」。
它們同空氣分子相碰撞，並把分子擊碎，從而產生各種各樣能量同原輻射差不多一樣高的粒子。空氣分子爆炸而形成的這些新粒子就構成了「次級輻射」。
次級輻射有一部分能到達地面，並穿入地殼好幾米深。有一小部分輻射會從人體穿過，這樣的輻射會對細胞造成偶然性的損害，而這可能成為使基因產生突變的因素之一。如果這樣的輻射足夠多，就會使大量的細胞受到損傷以致使人死亡，但是，幸虧在我們這裡，即在大氣層的下部，這樣的輻射並不太多。生物經過宇宙線幾十億年的轟擊，終於還是倖存下來了。
宇宙線的起源是個有爭論的問題，不過，它們至少有一部分是由普通的恆星產生的。1942年有人發現，當太陽表面爆發出「太陽耀斑」（這是一種巨大的爆炸）時，它也會產生一些能量不算太高的宇宙線。
我們的高層大氣把一般宇宙線粒子的能量吸收掉一大部分，而次級輻射可以在大氣中跑得遠一些，才受到部分吸收。原來的輻射能只有很少一部分能夠不被吸收而到達我們所居住的地面。
但是，在大氣層以外的空間中，宇航員可就得面臨著原輻射的十分猛烈的轟擊了。這時，屏蔽也起不了太大的作用。撞擊在任何屏蔽物原子上的宇宙線粒子都會產生次級輻射，它們會朝飛船內部像彈片那樣向四面八方飛散。如果屏蔽用得不合適，那實際上可能造成更壞的後果。
這種危險的大小完全取決於外層空間中宇宙線的活性有多大——特別是取決於那些質量確實很大的粒子的數量，因為大多數損害都是這類粒子造成的。過去美國和蘇聯已把許多人造衛星發射到外層空間去檢測宇宙線的數量，看來在通常的條件下，宇宙線的數量不大，足以保證合理的安全要求。
最可能出危險的機會可能是由太陽所產生的那些中等強度的宇宙線引起的。我們的大氣能夠把這些輻射差不多全部擋住，但在外層空間中卻沒有任何大氣來為宇航員擋住這些輻射。這種輻射儘管能量不太高，但數量卻很多，這就可能使它們變得很危險。太陽的宇宙線只有在出現太陽耀斑時才大量產生。因此，宇航員有幸運的一面：這種耀斑並不太經常出現；但也有不幸的一面：我們還無法預測要出現耀斑的精確時間。
因此，當宇航員登上月球時，我們當然一定會希望在一兩個星期的時間內，不要出現那種向他們那裡噴出宇宙線粒子的大耀斑。