1.日新月异的载人航天技术
载人航天，是指人类驾驶和乘坐载人航天器在太空从事控测、试验、研究、军事和生产等的往返飞行活动。
载人航天系统由载人航天器、运载器、航天器发射场和回收设施、航天测控网等组成，有时还包括其他地面保障系统，如地面模拟设备和宇航训练设施。
载人航天的目的在于：突破地球大气层的屏障和克服地球引力，把人类的活动范围从陆地、海洋和大气层扩展到太空，更广泛和深入地认识地球及其周围的环境，更好地认知整个宇宙；充分利用太空和载人航天器的特殊环境从事各种试验和研究活动，开发太空及其丰富的资源。
1961年4月，前苏联成功地发射第一个载人航天器——“东方号”载人飞船，宇航员尤里·加加林代表人类第一次叩开了宇宙之门。
1969年7月20日，美国“阿波罗登月计划”成功实施，登月舱在月球表面着陆。宇航员阿姆斯特朗率先踏上月球荒凉沉寂的土地，接着奥尔德林也开始在月面行走，他们成为世界上最先踏足月球的人。
到目前为止，美国和前苏联/俄罗斯已发射数十个载人航天器，其中包括载人飞船、太空实验室、航天飞机和长期运行的载人空间站，乘坐载人航天器的“太空人”超过300名。
根据飞行和工作方式的不同，载人航天器可分为载人飞船、太空船和航天飞机三类。载人飞船按乘坐人员多少，又可分为单人式飞船和多人式飞船；按运行范围不同，可分为卫星式载人飞船和登陆式载人飞船。
2.不可思议的航天器对接
1995年6月27日，载有7名宇航员的美国“亚特兰蒂斯”号航天飞机，从卡纳维拉尔角升空，并开始追赶俄罗斯“和平”号空间站。最后，以每秒钟不超过3厘米的速度靠近“和平”号……成功了！成功了！时间定格在了格林尼治时间1995年6月29日13时。
100吨重的航天飞机，123吨重的空间站，两个庞然大物对接组成了有史以来最重的航天器。它们在预定的轨道上，以相对于地面2.8万千米/小时的速度飞行。当人们在夜晚用望远镜观察这壮美的景象时，航天器里的宇航员们正在紧张地工作……
在“亚特兰蒂斯”号与“和平”号里工作的，有来自美国、俄罗斯、加拿大和德国四国的宇航员。对接成功后，他们联合开展了一系列空间医学实验。
7月4日，“亚特兰蒂斯”号与“和平”号脱离。经过“亚特兰蒂斯”号的补给，“和平”号带着充足的资源继续飞行。乘“亚特兰蒂斯”号航天飞机升空的两名俄罗斯宇航员留在了“和平”号上继续飞行，而原在“和平”号上的3名宇航员则乘“亚特兰蒂斯”号，返回了地面。这就使得这架美国航天飞机在返回时的乘客增至8名。7月7日，“亚特兰蒂斯”号按原定计划返回了地面，并带回了“和平”号上的部分实验标本。
回溯历史，美俄（苏）航天器的第一次空间对接发生在20年前。1975年，美国“阿波罗”飞船和苏联“联盟”号飞船，曾在宇宙中共同飞行了两天。而1995年美国“亚特兰蒂斯”号的这次飞行，也是美国的第100次载人航天飞行。
历史发展到今天，航天技术正以日新月异的姿态阔步向前。科学是没有国界的，人类在空间活动中的国际合作作为一种趋势，正越来越受到世人的瞩目。
3.明察秋毫的“千里眼”
航天遥感是航天技术最主要的组成部分之一，相当于电视台摄制节目的技术。
任何物体都有不同的电磁波反射或辐射特性。航天遥感技术就是利用安装在航天器上的遥感器，来感测地物目标的电磁辐射特点，并将其记录下来，进行识别和判读。遥感器就像电视台的摄像机，它可分为两种：一种是胶片型的，一种是传输型的。
胶片型遥感需要将航天器（如返回式卫星）回收下来，再对胶片进行冲洗判渎，破译各种信息资料；而传输型遥感则不同，它不需要回收航天器，而是将遥感资料通过电波不断地传到地面。当装有遥感器的航天器经过接收站的上空时，地面接收站对航天器发射的电波信号加以捕捉和接收。航天遥感器分辨率已由最初的几十米、十几米发展到现在的1米以内。
航天遥感能从不同高度、大范围、快速和多光谱段地进行感测，获取大量信息。航天遥感器还能周期性地得到实际地物的资料，因此航天遥感技术在国民经济建设和军事抗争等很多方面，都获得了广泛的应用。例如应用于气象观测（气象卫星）、资源考察（资源卫星）、地图测绘（测地卫星）和军事侦察（侦察卫星）等等。
早在1984年，科学家就已经利用陆地卫星上的多光谱红外探测器识别出隐埋古物的特性，在尤卡坦半岛的热带丛林中，发现了玛雅文化的遗址。
航天遥感技术真不愧是明察秋毫的“千里眼”。
4.太空旅行梦的实现
太空旅行是自古以来人类梦寐以求的理想。公元14世纪中国有位称“万户”的人，乘坐自制的由47支火箭构成的大风筝升空成为人类历史上进行太空飞行的第一次尝试（国际上为纪念这位航天传奇人物，已将月球表面东方海附近的一个环形山命名为“万户”山），历史上还有希腊神话中代达罗斯父子插翅逃亡、阿拉伯神话中的波斯飞毯等等。但他们毕竟无法克服地球的吸引力，也无法奔月，或去太空旅行。直到1961年4月12日，苏联发射第一艘载人飞船，1969年7月20日美国“阿波罗”号登月飞船，首次登月成功，才实现人类的这一梦想。
那么，人类怎样才能克服地球的吸引力飞向太空呢？这就需要一定的速度，人们称之为宇宙速度。从地球表面向宇宙发射航天器进入规定轨道点，需要克服地球和太阳引力所需的最小能量具有的最小速度，称为宇宙速度。发射的航天器环绕地球、脱离地球和飞出太阳系所需的最小速度，分别称为：第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度。
早期，人们在研究航天学时，提出了宇宙速度这个概念。为估算出克服地球和太阳引力所需的最少能量、最小速度，便假设地球是一个质量均匀的球体，在周围没有大气的理想情况下，物体环绕地球最低运行轨道（其半径与地球近似相同）所需要的速度，约为7.91千米/秒为第一宇宙速度。当在地球表面的物体在水平方向获得第一宇宙速度后，就不再需要任何动力，就可以绕地球转动；当其获得大约为11.19千米/秒速度时，称为第二宇宙速度。物体将脱离地球引力沿着一条抛物线轨道飞离地球；当其获得大约为16.67千米/秒时，称为第三宇宙速度，则物体将会沿着地球公转方向飞离地球。当到达远离地球大约93万千米时，即可摆脱地球引力，进入太阳引力范围。此时物体相对于太阳作抛物线运动，最终将飞出太阳系进入宇宙深远处。
随着人类向宇宙深远处探索的延伸，宇宙速度将不断加快，探索宇宙的空间也将不断地扩展延伸。
5.飞向月球的轨道
对月球进行探测的无人航天器，我们通称为月球探测器。
以大椭圆轨道绕地球飞行的航天器，当它的远地点正好朝向月球方向时，也可对月球进行就近探测。但是，一般的月球探测器，或者绕月飞行进行探测，或者在月球上着陆进行探测，由于月球本身处在地球的引力范围内，所以飞向月球的探测器，不必达到第二宇宙速度，只要初始速度大于10.848米/秒，就可飞向月球。飞向月球的探测器，在离月球6.6万千米以前，主要受地球引力作用，它的飞行轨道是相对地球的椭圆轨道。离月球6.6万千米以后，主要受月球引力作用，飞行轨道是双曲线。
为了节省能量，飞向月球的探测器，一般先进人绕地球飞行的停泊轨道，然后进入过渡轨道飞向月球。接近月球时，或者绕月飞行进行探测，或者从绕月轨道上下降，在月球上着陆。有的在月球上着陆的探测器，不进入绕月飞行的轨道，而直接从过渡轨道下降，在月球上着陆。月球上没有可用作减速的大气，所以着陆探测器要么直接撞向月面（硬着陆），要么用火箭减速，实现软着陆。
6.一箭多星的发射技术
传统的卫星发射方式是用一枚火箭发射一颗卫星，用一枚火箭同时发射多颗卫星进入轨道，是一种先进的航天发射技术。
一箭多星技术一般采用两种发射方式：一是将多颗卫星一次投放，进入一条近似相同的运行轨道，卫星之间相距一定的距离；另一种是利用多次起动运载火箭的末级发动机，分次分批地投放卫星，使各颗卫星分别进入不同的运行轨道。
显然，后者的技术就更为高超。
为了实现一箭多星，需要解决许多技术关键。首先是要提高火箭的运载能力，以便把质量更大的数颗卫星送入轨道。其次是需要掌握稳定可靠的“星～箭分离”技术，做到万元一失。运载火箭在最后的飞行过程中，卫星按预先设计的程序从卫星舱里分离出来，既不能相互碰撞，又不允许相互污染。还需选择最佳的飞行路线和确定最佳分离时刻，使多颗卫星在各自的轨道上运行。
另外，还必须考虑运载火箭装载多颗卫星以后，火箭结构角度和重心分布发生变化，会使火箭在飞行中难以稳定。多颗卫星和火箭在飞行中，所载的电子设备可能会发生无线电干扰等特殊问题。
最早实现一箭多星技术的国家是美国。1960年，美国率先用一枚火箭成功发射了两颗卫星。1961年，又实现了一箭三星。前苏联也多次用一枚火箭发射了八颗卫星。中国于1981年9月20日开始，用“风暴1号”火箭发射了三颗科学试验卫星，成为世界上第四个掌握一箭多星技术的国家。目前，我国的一箭多星技术已达到相当高超的水平。
7.用飞机发射卫星
人们从电视上看到过人造卫星发射的壮观场面。那装载着卫星的巨型多级火箭，耸立在高高的发射塔上，在“轰隆”一声巨响中，火箭尾部喷吐出鲜红的火舌，火箭随即在烟雾中脱离发射架徐徐上升，然后直向蓝天飞去……
但是，人们现在找到了一种比在地面发射卫星更便宜、更简单的方法，这就是从飞机上发射卫星，即把发射台从地面搬到高空，用飞机代替火箭的第一级。
20世纪90年代初，美国用一架B-52飞机在大西洋上空13公里处发射了一枚“飞马座”运载火箭，将巴西第一颗人造卫星送人756千米的预定轨道，开创了从飞机上发射卫星的新途径。
这种别开生面的卫星发射方式之所以引人注目，是因为它有着这样几个特点：
一是从空中发射时；气压只有海平面的四分之一，从而可使运载火箭的喷管设计简化，因为不需要考虑从海平面到接近真空的工作环境的变化；二是由于飞机具有较高的飞行速度，因而可使运载火箭的性能提高1％至2％；三是在高空发射运载火箭对火箭本身的结构强度要求较低，而且动压也较低，这对发射很有利。
总的来说，在运载火箭的有效载荷一定时，从飞机上发射运载火箭所需要的总速度可比地面发射降低10％至15％。
据科学家预测，在未来的20年内，全世界等待发射的卫星将有上千颗，其中大多数是质量仅为几百千克甚至几十千克的近地小卫星。这些卫星性能好、价格低廉，是卫星家族的主力军。很显然，空中发射卫星的方式，必将在未来航天发射市场上占有一席之地。
8.神奇的光子火箭
光子，就是构成光的粒子。当它从火箭的尾部喷出来的时候，就具有光的速度，每秒可以达到30万公里。如果用光子来作为推动火箭的新能源，我们到达太阳的近邻——比邻星就只要4～5年时间。
科学家发现，宇宙中还存在着和许多粒子对应的、电荷相等而符号相反的粒子。如带正电的“反电子”、带负电的“反质子”等，这些粒子被称为“反粒子”。
如果我们把宇宙中存在的丰富的氢收集起来，让它和其“反物质”在火箭发动机内湮灭，产生光子流，从喷管中喷出，从而推动火箭，这种火箭就是“光子火箭”。它将达到光的速度，以30万千米/秒的速度前进。
虽然湮灭得到的能量十分诱人，科学家在实验室里，也已获得了各种“反粒子”，如“反氢”、“反氚”和“反氦”。但是，它们瞬息即逝，无影无踪。按目前的科学技术水平，不可能将它们贮存起来，更难以用于推动火箭的飞行。
但是，科学家还是乐观地认为，光子火箭的理想一定会实现。他们设想，在未来的光子火箭里，最前面的是宇航员工作和生活的座舱，中间是粒子和“反粒子”的贮存舱，最后面是一面巨大的凹面反射镜。粒子和“反粒子”在凹面镜的焦点处相遇湮灭，将全部的能量转换成光能，产生光子流。凹面镜反射光子流，推动火箭前进。
