◆航天先驱者的探索
19世纪后期到20世纪初，涌现出许多富于探索精神的航天先驱者。他们对航天事业的早期发展做出了重大贡献，其中影响最大的是俄国的齐奥尔科夫斯基、美国的戈达德和德国的奥伯特。
俄国的齐奥尔科夫斯基最早从理论上证明用多级火箭可以克服地球引力而进入太空。他建立了火箭运动的基本数学方程，奠定了航天学的基础。
美国的戈达德把航天理论与火箭技术相结合。他提出了火箭飞行的数学原理，指出火箭必须具有7.9公里每秒的速度才能克服地球的引力。1926年3月16日他制造的液体火箭首次飞行成功，达到12米高。这是世界上第一次液体火箭的飞行试验，戈达德是液体火箭的实际创始人。
1923年，德国的奥伯特提出许多奥伯特的理论激起当时许多青年进行实践的迫切愿望。
1927年，太空旅行协会创立于德国，奥伯特任会长；1928年，反作用运动研究组成立于前苏联；美国星际协会组建于1930年；英国星际学会出现在1933年。这些组织中的不少成员后来都成为本国研制第一代火箭的领导人。
◆航天学之父——齐奥尔科夫斯基
齐奥尔科夫斯基(1857～1935)是俄国科学家，现代航天学和火箭理论的奠基人。
齐奥尔科夫斯基9岁因病几乎失去听觉，被迫辍学。他自修中学和大学的数理课程后，1880年起开始从事科学研究工作。从1896年起，他开始系统研究喷气飞行器的运动原理，并绘出了星际火箭的示意图。从1903年到1914年，他推导出了著名的齐奥尔科夫斯基公式，奠定了火箭和液体火箭发动机的理论基础。十月革命后，齐奥尔科夫斯基开始研究喷气飞机，提出了燃气涡轮发动机的设计方案，阐述航天器在没有大气层的行星表面着陆的理论。
齐奥尔科夫斯基曾说：“地球是人类的摇篮。人类决不会永远躺在这个摇篮里，而会不断探索新的天体和空间。人类首先将小心翼翼地穿过大气层，然后再去征服太阳系空间。”他的大半生在旧俄时代度过，生活十分贫困，研究工作处于孤立无援的境地。他依靠个人微薄的薪金顽强地坚持研究，取得了重大成果。十月革命后，由列宁签署、批准齐奥尔科夫斯基享受特殊养老金，使他在晚年得以做出新的贡献。
为了纪念齐奥尔科夫斯基的伟大贡献，前苏联在莫斯科和卡卢加为他建造了纪念碑，前苏联航天史博物馆、莫斯科航空学院和月球上的一个环形山也都以齐奥尔科夫斯基的名字命名。
◆液体火箭的鼻祖——戈达德
戈达德(1882～1945)是美国火箭专家、物理学家、现代航天学奠基人之一。戈达德在1914～1916年间利用小型固体火箭发动机从事火箭理论和实验研究。1919年他出版的名著《到达极大高度的方法》阐述了火箭运动的基本数学原理，讨论了用火箭把载荷送往月球的可能方案。
从1920年起，戈达德开始研究液体火箭。1926年3月16日，他研制的世界上第一枚液体火箭试飞成功。火箭长3.04米，飞行2.5秒，达到12米高，56米远。1931年，戈达德使用与现代火箭相似的程序系统发射火箭。1932年，他首次用陀螺控制的燃气舵操纵火箭飞行。1935年试验的火箭以超音速飞行，最大射程20公里。
戈达德的成就直接启发了20世纪30年代德国的火箭先驱者。戈达德于1942～1945年任海军航空研究局主任，研究辅助军用飞机起飞的喷气助推器和变推力液体火箭。他在火箭技术方面共取得了212项专利。
◆V－2火箭的成功
20世纪30年代，航天爱好者们自发组织起来的火箭团体在开展活动的初期都遇到了资金缺乏的困难。只有两个国家——德国和前苏联的青年火箭专家得到了国家的支持。德国人对于尚处在萌芽状态的火箭的军事潜力寄予希望。
德国当时负责火箭研制工作的多恩伯格把研制火箭的课题委托给青年专家布劳恩。布劳恩领导的火箭设计研究小组设计的第一代液体火箭A－1没有成功，但A－1的改进型A－2却于1932年12月试射成功，飞行高度达到3公里。1936年4月，德国陆军增加拨款发展火箭技术，并在波罗的海海滨兴建火箭研究中心，同时研制V－1飞航式导弹和V－2弹道导弹。V－2是在A－3火箭的基础上改进而成的，因而还有A－4的代号。
它是历史上的第一枚弹道导弹。V－2火箭在工程上实现了20世纪初航天先驱者的技术设想，对现代大型火箭的发展起了继往开来的作用。V－2火箭的设计虽然不尽完善，但它却是人类拥有的第一件向地球引力挑战的工具，成为航天发展史上的一个重要的里程碑。
◆航天先驱——奥伯特
奥伯特(1894～1989)是德国火箭专家、现代航天学的奠基人之一。
第一次世界大战时，奥伯特中断了医学学习，被召入奥匈帝国军队当兵，但他却专注于宇宙航行的基础理论研究。1922年，奥伯特提出空间火箭弹点火的理论公式和脱离地球引力的方法。1923年，奥伯特的经典理论著作《飞往星际空间的火箭》出版。1938年，他开始在维也纳工程学院从事火箭研究，后来又在德累斯顿大学研制液体火箭的燃料泵，但他的主要兴趣在固体火箭方面。1940年，奥伯特加入德国国籍，开始参与V－2火箭的研制工作。
奥伯特的贡献主要在理论方面，他对早期火箭技术的发展和航天事业有较大的影响。二战后，他在瑞士任火箭技术顾问，1950年为意大利海军研究固体推进剂防空火箭，以后返回德国纽伦堡从事教学工作。1958年退休回到联邦德国，曾被选为联邦德国空间研究学会的名誉会长。
◆运载火箭技术的发展
运载火箭是由多级火箭组成的航天运输工具。运载火箭的用途是把人造地球卫星、载人飞船、航天站或空间探测器等有效载荷送入预定轨道。
运载火箭是第二次世界大战后在导弹的基础上开始发展起来的。第一枚成功发射卫星的运载火箭是前苏联用洲际导弹改装的卫星号运载火箭。到20世纪80年代，前苏联、美国、法国、日本、中国、英国、印度和欧洲空间局已研制成功20多种大、中、小运载能力的火箭。最小的仅重10.2吨，推力125千牛(约12.7吨力)，只能将1.48公斤重的人造卫星送入近地轨道；最大的重2900多吨，推力33350千牛(3400吨力)，能将120多吨重的载荷送入近地轨道。主要的运载火箭有“大力神”号运载火箭、“德尔塔”号运载火箭、“土星”号运载火箭、“东方”号运载火箭、“宇宙”号运载火箭、“阿里安”号运载火箭、N号运载火箭、“长征”号运载火箭等。
◆中国的运载火箭技术
中国在1970年4月24日成功发射了自行研制的第一枚运载火箭“长征1号”，这使得中国成为继美国、前苏联、法国、日本之后世界上第五个能自行发射卫星的国家，标志着中国进入了空间技术大国的行列。此后，中国又研制出10多种运载火箭。自1970年以来，中国的运载火箭已经进行了60多次发射，发射了70余颗卫星，其中包括27颗国外客户的卫星，发射成功率达90%。持别是自1996年10月以来，长征系列火箭已经连续成功发射23次，这无论是在中国航天史上，还是同期国际航天发射中都是少有的。
目前，中国已经拥有了一套较完善的长征运载火箭系列。特别值得一提的是，“长征3号”火箭的第三级发动机使用液氢液氧为推进剂，目前世界上只有少数国家掌握这种技术。同时，中国自行开发的第三级氢氧发动机在太空高真空和失重条件下第二次启动的技术，标志着中国运载火箭技术已达到世界先进水平。
人类航天的新纪元
◆世界第一颗人造地球卫星
前苏联在1957年10月4日成功发射了世界第一颗人造地球卫星，开创了人类航天的新纪元。第一颗人造地球卫星的发射是一项复杂的工程，主要包括4个方面：研制运载火箭；建设发射场；研制卫星本体和卫星携带的科学探测仪器；建立地面观测网。
1956年末，前苏联决定推迟原计划在1957～1958国际地球物理年期间发射卫星的计划，改变为先发射2颗简易卫星，即ПC－1和兀C－2，卫星只携带最简单的仪器。发射卫星用的运载火箭被定名为“卫星”号运载火箭。它共用20台主发动机和12台游动发动机。火箭全长29.167米，最大宽度10.3米，起飞重量267吨，起飞推力3900398吨力，这是当时世界上最大的运载火箭。
发射场选在咸海附近的拜科努尔发射场。卫星的主要探测项目包括测量200～500公里高度的大气密度、压力、磁场、紫外线和X射线等数据。卫星还携带试验动物，用以考察动物对空间环境的适应能力。
第一颗人造地球卫星主要由壳体、卫星设备和天线组成。卫星呈球形，外径0.58米，重83.6公斤。壳体由两个铝合金半球壳对接而成，借助橡胶件保持气密，内部充有1.3大气压的干燥氮气。壳体内安装电池组、无线电发射机、热控制系统组件、转接元件、温度和压力传感器等。在电池组中央的矩形槽内安置两台交替工作的无线电发射机。4根鞭状天线重8.4公斤，长2.4～2.9米。
第一颗人造地球卫星的近地点215公里，远地点947公里。卫星共运行92天，绕地球飞行约1400圈。第一颗人造地球卫星于1958年1月4日坠入大气层烧毁。
◆中国第一颗人造地球卫星
1968年2月，中国空间技术研究院成立，并陆续建成了酒泉和西昌两个航天器发射场，及与之配套的航天测控中心和观测台、站，形成了比较完整配套的航天工程体系。1970年4月24日，中国人完全靠自己的能力制造的第一颗人造地球卫星“东方红”一号发射升空，在浩瀚无垠的太空，奏响了嘹亮的《东方红》旋律。它向世界庄严宣告：中国人民胜利地掌握了人造卫星的空间技术。
人造地球卫
◆蓬勃发展的航天业
前苏联第一颗人造地球卫星的发射成功在国际上产生了巨大的影响，对世界运载火箭和航天器的研制工作起到了积极的推动作用。落后一步的美国在继续抓紧“先锋”号计划开发的同时又恢复了“轨道器”计划。
1957年12月，美国“先锋”号火箭发射卫星失败。1958年1月31日，美国用“轨道器”计划的“丘比特”C火箭成功发射了自己的第一颗卫星“探险者”1号。它的重量虽然只有4.8公斤，而且比前苏联的第一颗卫星晚了3个多月，但它却取得了重要的科学发现。此后，卫星的发射越来越频繁，世界上越来越多的国家参加到航天活动行列中来。法国在1965年11月26日、日本在1970年2月11日、中国在1970年4月24日、英国在1971年10月28日、印度在1980年7月18日相继用运载火箭成功地发射了人造地球卫星。
从20世纪60年代中期开始，人造卫星的发展已从探索试验阶段进入实用阶段。各种应用卫星相继投入使用。科学卫星和技术试验卫星获得相应发展，取得了一些重要发现和技术成果。卫星的发射数量急剧上升，应用范围日益扩大。20世纪70年代以来，各种卫星在发射数量上有所减少，但质量却有显著提高。
航天器的研制带动了其他工业部门的发展，促进了科学技术的进步。航天技术领域的许多新设计、新结构、新材料、新工艺及高可靠性的元器件和精密仪器逐渐推广到其他领域中应用，大大提高了产品的质量和劳动生产率。但是更主要的还是直接利用卫星完成军事和国民经济使命，起到其他手段无法起到的作用。应用卫星的种类繁多，有直接为军事目的服务、支援地(海)面武装力量的照相和电子侦察卫星、预警卫星、海洋监视卫星和核爆炸探测卫星；有攻击敌方航天器的反卫星系统；有军用和民用通信卫星、导航卫星、气象卫星和测地卫星；还有民用的地球资源卫星、天文卫星、生物卫星、广播卫星和其他科学探测卫星。
应用卫星的技术发展的进程大体都经过3个阶段。技术试验阶段：主要是探索实现途径、发展专用设备，进行地面和飞行试验，验证工作原理和设备功能。半实用阶段：发射能在有限时间和空间内服务的卫星，如气象卫星、导航卫星和侦察卫星的早期型号，它们所取得的信息和提供的服务都是局部的。实用阶段：20世纪70年代之后，航天活动的特点之一是发展各种使命的卫星应用系统，也就是陆续发射多颗卫星，使之按一定规律运行，组成空间卫星网和地面设备配套的系统，实现时间、空间连续服务。