◆空间探测技术的发展
人类进入太空的前奏是对空间进行广泛的探测，采用的手段就是空间探测器。空间探测很自然地是由近及远进行的，从地球自己的卫星月球开始，进一步便是本家族太阳系的各个行星及其卫星，最后再飞出太阳系，深入到遥远的系外星际空间进行探测。
◆奥秘无穷的月球探测
伽利略是第一位用望远镜看到崎岖不平月球表面的科学家。到19世纪末，人类对月球向着地球的一面所拍摄的照片已达到1公里的分辨率。20世纪50年代后期，前苏联和美国都制定了用无人探测器考察月球的计划。1959年前苏联以拍摄月球背面图像为目标，先后发射了3个月球探测器。第一个探测器从月球一侧约5000公里处飞过，未发回信息，进入了太阳轨道。第二个命中月球，在即将撞击月球表面的瞬间，向地球发回关于月球附近不存在强磁场和辐射带的信息。这是第一个到达地球以外其他天体的航天器。第三个探测器从月球的南面7900公里进入绕月飞行轨道，经过月球背面时拍摄到月球背面70%从未被人类见过的区域和30%可从地面看见的月球表面。探测器飞回地球时，轨道正处于地球北半球的上空，有利于前苏联地球站跟踪和数据接收。探测器在回程中又将所拍摄的资料重复播送。地球站收到并整理出约30张关于月球背面的图像，月球背面的面貌第一次被揭开了。
1963～1976年是前苏联实施月球考察计划的第二个阶段。在此期间前苏联共发射21个“月球”号探测器。最重要的成果是：“月球”16、20和24号分别于1970年9月、1972年2月和1976年8月在月面软着陆并钻孔取样，将月球的土壤和岩石样品带回地球；“月球”17号和21号在1970年11月和1973年1月分别携带一辆重约1.8吨的月球车在月球表面软着陆，由地面遥控月球车在月球表面自动行驶考察。两辆月球车分别行驶了10.5和37公里。
美国早期的月球探测器是“先驱者”号探测器，从1958年开始发射。前3个都因未达到预定速度而失败，第4个虽然发射成功，但时间上已晚于前苏联，且在离月球很远处飞过，未发回重要信息。此后，美国把对月球探测的第二个阶段计划与“阿波罗”载人登月计划结合起来，执行了“徘徊者”号探测器、“勘测者”号探测器和“月球轨道环行器”计划。
◆遥远无际的行星探测
太阳系的九个行星分为内行星和外行星。4个内行星是水星、金星、地球和火星，5个外行星是木星、土星、天王星、海王星和冥王星。行星探测可分为内行星探测和外行星探测两类。
内行星探测从20世纪60年代初开始，1961年2月12日前苏联发射了第一个金星探测器。这个探测器在大约3个月的旅程中只飞行了15天便与地面中断了通信联系。在60年代，前苏联多次发射金星探测器，但均无重要收获。美国在1962年8月26日发射“水手”2号金星探测器，探测器在距金星35000公里的地方掠过，取得了关于金星的一些资料。当探测器经过金星时，科学家测量它因金星引力而产生的轨道偏差，首次准确地计算出金星的质量。
从20世纪70年代开始前苏联和美国的金星探测进入第二个阶段。1971年，前苏联“金星”7号探测器的着陆舱在金星表面软着陆成功，此后相继发射了“金星”8号至“金星”16号探测器，发回了一批金星全景遥测照片和测量数据。美国在1978年发射了“先驱者－金星”1号和2号探测器，在金星表面软着陆成功，对金星进行了综合考察。
人类对火星上可能存在生命的问题一直怀有希望。前苏联在1962～1973年问发射了7个“火星”号探测器，其中1个飞越火星，2个出了故障，2个软着陆失败，2个软着陆后不久通信中断。美国在1964～1975年间共发射6个“水手”号探测器和2个“海盗”号探测器。前者拍摄了火星的照片，后者抛出着陆舱在火星表面软着陆。前苏联和美国对火星探测的结果表明，在着陆点附近未发现地球类型的生命形式。
水星是太阳系内距太阳最近的行星，从地球上观察只能在它接近地平线处才有可能。1973年美国发射的“水手”10号探测器在距水星690公里处发回表面状态的信息，“水手”10号发回的水星照片十分清晰，可分辨约150米大小的物体，数据表明水星表面很像月球，布满大大小小的环形山，有很稀薄的大气，白天温度达700K，夜间冷到100K。
外行星探测是从20世纪70年代初开始的。它比内行星的距离远，探测器飞行时间长达数年，必须有大功率无线电发射机和大的发射天线才能使发回的信号在达到地球表面时仍有一定的强度，而且只能用核电源。
1972年3月美国发射了第一个探测外行星的“先驱者”10号探测器，12月这个探测器飞近木星，向地球发回300张中等分辨率的木星照片，然后利用木星的引力场加速飞向土星，再利用土星的引力场折向海王星，1983年飞过海王星的轨道，然后越过冥王星成为脱离太阳系的第一个航天器。
1973年4月美国发射的“先驱者”11号探测器在1974年12月经过木星，1979年9月在离土星34000公里处掠过，拍摄了土星的照片，发回有关土星光环成分的资料。
1977年8月和9月，美国发射了“旅行者”2号和1号探测器。1979年以后，这些探测器陆续发回木星和土星的照片，清楚地显示出木星的光环、木星的大红斑结构，土星的光环构造、新的土星卫星、奇异的电磁环境等信息。
载人航天技术
◆航天技术物发展
航天又称空间飞行或宇宙航行，是指各种类型载人或不载人的航天器在宇宙空间的航行活动。通常认为，离地球100公里以上的空间飞行活动即为航天。航天活动的主要目的是探索、开发和利用太空以及地球以外的天体。包括沿着以太阳为中心、以地球为中心或以月球为中心的轨道飞行，沿着环绕其他行星的轨道飞行，以及行星际飞行。航天活动关键是要达到第一、第二、第三宇宙速度，摆脱星体的引力。1957年10月，前苏联发射了第一颗人造地球卫星而开始了航天时代。1961年4月12日，世界上第一名宇航员，前苏联的加加林完成了人类第一次进入太空的航行。
◆载入航天
载人航天是人类驾驶和乘坐载人航天器在太空从事各种探测、试验、研究、军事和生产的往返飞行活动，是航天技术发展的一个新阶段。自1961年人类发射第一艘载人宇宙飞船以来，经过30多年的发展，美国和前苏联已经建立了完整的载人航天体系。载人航天器目前主要有三种：字宙飞船、空间站和航天飞机。
◆世界上第一艘宇宙飞船
1961年4月12号，前苏联科学家发射的“东方”1号宇宙飞船是世界上第一艘载人飞船。它由两个舱组成，上面的是密封载人舱，又称航天员座舱，这是一个直径为2.3米的球人类走向太空的第一个宇航员加加林。体。舱内设有能保障航天员生活的供水、供气的生命保障系统，以及控制飞船姿态的姿态控制系统、测量飞船飞行轨道的信标系统、着陆用的降落伞回收系统和应急救生用的弹射座椅系统。另一个舱是设备舱，它长3.1米，直径为2.58米。设备舱内有使载人舱脱离飞行轨道而返回地面的制动火箭系统、供应电能的电池、储气的气瓶、喷嘴等系统。“东方”1号宇宙飞船总质量约为4700千克。它和运载火箭都是一次性的，只能执行一次任务。
早在20世纪40年代末，人们就把一些生物装入探空火箭进行试验。50年代后期，出现了携带动物的人造卫星，对生命保障系统、回收技术、遥测、遥控、通信技术等进行了全面试验。科学家们对获得的空间环境数据加以处理后发现过去对微流星的危害估计偏高，存在辐射带的空间也是有限的，从而肯定了人进入太空的可行性。前苏联在发射了5艘不载人的卫星式飞船后，于1961年4月12日用“东方”号运载火箭成功地发射了世界上第一艘载人飞船“东方”1号，使加加林成为世界上第一个进入太空的人，从而开辟了人类航天的道路。
◆“阿波罗”登月飞船
以太阳神的名字命名的“阿波罗”登月飞船，因人类首次成功踏上月球而注定了它在航天史上拥有独一无二的地位。
1969年7月16日，在肯尼迪航天中心所在地的梅里特岛上，“土星”5号火箭载着“阿波罗”11号直冲九霄，“阿波罗”登月飞船几经波折，最终完成了它的历史使命。
“阿波罗”飞船由指令舱、服务舱和登月舱组成，总高25米，直径10米，重约45吨。飞船每次载3名宇航员，登月飞行结束后，返回地球的只有指令舱和宇航员。
◆登月舱
登月舱是航天员用来完成月面活动的一种设备。由下降级和上升级组成，地面起飞时重14.7吨，宽4.3米，最大高度约7米。下降级由着陆发动机、4条着陆腿和4个仪器舱组成。着陆发动机推力可在4.67～46.7千牛(476～4760公斤)范围内调节，发动机摆动范围为6℃。着陆腿末端有底盘，上面装有触地传感器。下降级内还装有着陆交会雷达和4组容量为400安培的银锌蓄电池；上升级为登月舱主体。航天员完成月面活动后驾驶上升级返回环月轨道与指挥舱会合。由航天员座舱、返回发动机、推进剂贮箱、仪器舱和控制系统组成。航天员座舱可容纳2名航天员(但无座椅)，有导航、控制、通信、生命保障和电源等设备。
◆月球上的交通工具——月球车
月球车是在月球表面行驶并对月球考察和收集分析样品的专用车辆，它分为有人驾驶月球车和无人驾驶月球车两类。有人驾驶月球车由航天员驾驶在月面上行走，主要用于扩大航天员的活动范围和减少航天员的体力消耗，存放和运输航天员采集的岩石和土壤标本。月球车由蓄电池提供动力，每个轮子各由一台电动机驱动。无人驾驶月球车由轮式底盘和仪器舱组成，用太阳能电池和蓄电池联合供电。车上装有照相机、电视摄像机等设备，用来拍摄照片和探测月球物理性质。1970年11月17日前苏联把世界上第一个无人驾驶的“月球车”1号送上月球，它行驶10.5公里，考察了8万平方米月面。月球车的问世给航天员在月面上工作带来了极大方便。
◆人类首次月球车行驶
在月球上驾车行驶，在以前似乎是一种梦想，但在今天，它却成了事实。1971年7月31日，美国“阿波罗－15”号宇航员斯科特与欧文进行了人类首次月球车行驶。
他们是7月30日在月球登陆的。之后，于31日早上离开登月舱，并卸下月球车。他们驾驶着4轮月球车，在崎岖不平的月球表面行驶。电视转播了部分精彩的场面，人们兴奋地看着他们，只听他们喊道：“这里有许多美丽的岩石！”
他们驾车行驶了两个小时，走了大约8千米，之后返回登月舱。他们两人分别是第7位和第8位登上月球的人，但他们却是首次驾车在月面上行驶的人。
◆航天飞机的出现
运载火箭将人造卫星、空间探测器、载人飞船、航天站等航天器送入轨道后，就被遗弃在太空直至坠人大气层焚毁，这是航天活动耗费巨大的一个重要原因。为了降低费用，一些科学家提出了研制能多次使用的航天飞机的设想。美国、前苏联、法国、日本、英国等国都曾对航天飞机的方案做过探索性的研究工作。在这些国家中，美国最早开始研制航天飞机并将其投入商业性飞行，美国航天飞机的论证工作始于1969年。1972年1月美国政府批准航天飞机为正式工程项目，最后确定的方案是整个飞行器由可回收重复使用的固体助推器、不回收的外贮箱和可多次使用的轨道器三个部分组成，方案要求能乘载7名航天员。1981～1982年10月，航天飞机进行研制性飞行试验。1982年11月11日，美国航天飞机首次进行商业性飞行，从近地轨道将两颗通信卫星送入地球静止轨道。截至1984年，又有“挑战者”号和“发现”号两架航天飞机投入使用。美国航天飞机先后飞行了14次，共将14颗卫星运送入轨，还从轨道上捕捉了三颗不能工作的卫星，其中一颗经修复后重新放入轨道，另外两颗被带回。前苏联研制的航天飞机也进入了试验阶段，到1984年年底，前苏联航天飞机已做过多次研制性飞行试验。航天飞机兼有运载火箭、载人航天器和高性能飞机的多重特性，它提高了航天活动的经济效益，使航天技术的发展进入了一个更高的阶段。
◆“挑战者”号航天飞机空难
“挑战者”号航天飞机空难是在美国第56次载人航天飞机飞行时发生的大灾难。1983年美国人制成了第二架航天飞机“挑战者”号，该机在几次飞行后，于1986年1月28日上午起飞后不久在空中爆炸，7名机组人员全部遇难，其中有一名中学女教师。这是迄今为止美国航天史上最大的悲剧。美国在总结了经验教训后，继续进行了航天飞机的飞行计划。
◆中国载人航天试验
中国于1992年开始实施载人飞船航天工程，研制了载人飞船和高可靠运载火箭，开展了航天医学和空间生命科学的工程研究，选拔了预备航天员，研制了一批空间遥感和空间科学试验装置。
1999年11月20日，中国自主研制的第一艘航天试验飞船“神舟”号发射成功，经过21小时11分的太空飞行，“神舟”号顺利返回地球。中国载人航天工程首次飞行试验取得圆满成功。
2001年1月10日，“神舟”2号无人飞船发射升空，10分钟后成功进入预定轨道。飞船按照预定轨道在太空飞行近七天，环绕地球108圈，并顺利完成预定空间科学和技术试验任务。这是新世纪全世界第一次航天发射，也是中国载人航天工程第二次飞行试验成功，它标志着中国载人航天事业取得了新进展，向实现载人航天飞行迈出了可喜的一步。
2002年3月25日，中国在酒泉卫星发射中心又成功发射了“神舟”3号飞船。这是一艘正式的无人飞船，除了没有航天员之外，飞船技术状态与载人状态完全一致。它标志着我国载人航天工程取得了新的重要进展，为不久的将来把中国航天员送上太空打下了坚实的基础。
◆“奋进”号航天飞机
美国国家航空航天局(NASA)的“奋进”号航天飞机于1991年2月发射成功。该飞机上装有一个X波段合成孔径雷达和一个C波段梭动成像雷达。其中一个雷达上装有一根由碳纤维复合材料制成的60米长的波段天线，天线伸向机身外，与另一雷达构成一个视角。两个雷达从不同位置聚焦到地面，即航天飞机雷达地形测绘可获取地球的立体影像。
人类首次的太空行走
随着宇航工业的不断发展，人类探索太空奥秘的步伐正大步向前迈进。1984年2月7日，美国“挑战者”号的2名宇航员麦坎德利斯和斯图尔特成功地进行了人类第一次太空行走。他们不系安全带，从机舱内走出，行走到大约距离航天飞机100米处，在太空中各停留了90分钟和65分钟，开创了人类首次在太空行走的记录。
飞船空间对接
1975年前苏联和美国的载人飞船在地球轨道上交会和对接并进行联合飞行，这是载人航天活动的一个重要事件。整个20世纪60年代，前苏联和美国在气象卫星信息交换、通信卫星试验以及生物医学等方面都有过合作。1969年，两国商定在载人航天方面进行一次有效的合作。由前苏联的“联盟”号飞船和美国的“阿波罗”号飞船进行一次联合飞行。经过几年的努力，为实现飞船对接和联合飞行所需要解决的测距方法与交会系统、对接机构、通信与飞行控制、生命保障和舱内环境条件等问题都获得解决。1975年7月15日，前苏联发射“联盟”19号飞船。飞船在第4和第17圈做了两次机动变轨，最后进入225公里高的圆形轨道。在“联盟”号飞船起飞后7小时30分，美国发射“阿波罗”18号飞船进入与“联盟”号飞船相同的轨道。两艘飞船的发射和入轨都很成功。在“阿波罗”号飞船飞行到第29圈，“联盟”号飞船飞行到第36圈时，两船开始对接并联合飞行2天。两国航天员经由过渡段进行了互访，共同表演科学试验，完成了合作计划。
◆未来的航天飞机
自1981年4月12日航天飞机首次试航成功以来，迄今已经有5架航天飞机飞上太空，总共执行了90多次空间飞行任务，有近500人次参加了飞行，完成了众多的空间科研任务，施放和回收了70多颗不同用途的卫星，还向更遥远的太空发射了“麦哲伦”号金星探测器、“伽利略”号木星探测器、“哈勃”天文望远镜……为人类的太空探索与开拓立下了汗马功劳。
然而，目前使用的航天飞机还是很初级的，它既不能像普通飞机那样从跑道上起飞，也不能自由地选择飞行角度，而且在飞行过程中还要分离两个火箭助推器，然后还要再分离一个外贮箱，其过程不仅复杂，而且耗资也较大(外贮箱不能重复使用)，对航天飞机进行彻底的改造已势在必行。于是，一种被称作“真正的航天飞机”正在从设计室走向工厂。
“真正的航天飞机”将采用单“级”式，即它不再有外贮箱，因此，在其飞行过程中也就无需分离什么装置。在去除了这些外部装置之后，它将使用一种新研制的被称作“斯拉须”的高能油脂氢燃料。使用这种燃料以后，在获得同样推力的条件下，可使航天飞机起飞重量减少约30%，从而使航天飞机的质量大幅度提高。另外，它燃烧时所产生的高温，要求有能与之相适应的超级耐高温耐高压的轻型材料做发动机及相应的仪表。
设计中的这种“真正的航天飞机”，在摆脱了火箭助推器和外贮箱的累赘之后，其外形尺寸将与波音737客机差不多，而且它也不再采用垂直发射的方式，而会像普通的飞机那样从跑道上起飞，并可选择任意飞行角度，飞入空间轨道。