20世纪30年代各围航天爱好者白发组织起来的火箭团体在开展活动的初期都遇到了困难，缺乏资金，受到社会人士的冷落。只有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。德围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太空旅行协会的青年专家布劳恩。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-l因结构不合理而遭到失败。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。1935年开始研制第二代火箭A-3，重750公斤，推力达14．7干牛(1500公斤力)，采用再生冷却式燃烧室和燃气舵等新技术。1936年4月，德国陆军增加拨款发展火箭技术，并在波罗的海海滨的佩内明德兴建火箭研究中心，同时研制V-1飞航式导弹和V-2弹道导弹。V-2是在A-3试验火箭基础上改进而成的，因而还有A-4的代号。
V-2导弹于1942年10月3日首次发射成功，飞行180公里。它是历史上的第一枚弹道导弹。V-2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，成为航天发展史上一个重要的里程碑。
3.冲出大气层
冲出大气层是人类向空间进军的序曲。大气层保护了人类免遭空间粒子辐射的伤害，为人类繁衍生息创造了条件，但大气折射、漫射和对某些波段辐射的选择吸收使人类对宇宙奥秘之探索受到限制。要实现航天的愿望，首先必须突破大气层的屏障。
从19世纪末到20世纪初，人们开始用气球、飞机和探空火箭向大气高层冲击。到第二次世界大战结束时，飞机的升限达到了15.23公里，气球达到了32公里的高度。1946年，美国发射缴获的V-2，测到了112公里高度的大气数据。
1949年，前苏联用P-2A探空火箭携带860公斤的仪器设备上升到212公里的高空。
1949年2月，美国以V-2为第一级，“女兵下士”火箭为第二级组成的“丰收”号探空火箭，创造了393公里的高度纪录，获得了高层大气参数、化学成分和辐射强度等资料。20世纪50年代初，为了参与1957～1958国际地球物理年的活动，法国、日本、加拿大、澳大利亚等国也都发展了探空火箭。
(第三节 )航天新纪元
1.第一颗人造卫星的发射
第二次世界大战结束后，前苏联和美国都通过仿制德国V-2火箭建立了火箭和导弹工业，并且积累了研制现代火箭系统的经验。一些科学家已经看到，在V-2技术成果的基础上有可能发射人造地球卫星，而借助载有仪器设备的卫星可以更有效地开展空间科学研究工作。
1946年1月，美国成立了V-2高级研究委员会，决定将V-2作为发展新型导弹的试验工具和研究高层大气的探空火箭。1954年召开的地球物理学国际会议建议有关国家在1957～1958国际地球物理年期间发射人造地球卫星。在这一年，美国和前苏联都开始着手人造卫星及其运载火箭的方案探索工作。在美国，陆军提出了用“丘比特”C运载火箭发射“探险者”号卫星的“轨道器”计划，海军建议在“海盗”号探空火箭的基础上加上两级固体火箭组成“先锋”号运载火箭发射“先锋”号卫星，空军则主张用MX-774火箭发射卫星。为了不影响战略导弹的研制工作，美国政府在1955年决定采用海军的“先锋”号运载火箭方案，并计划在1957年10月发射卫星，但“先锋”号火箭在1957年9月的首次试射中没有获得成功。
前苏联在1954年基本上解决了多燃烧室发动机的设计和工艺问题，并有可能在较短时间内研制出推力达980干牛的液体火箭发动机，因而决定采用捆绑技术来研制P7洲际弹道导弹，计划在P7导弹研制成功后将几枚P7导弹改装成“卫星”号运载火箭，用以发射人造地球卫星。
1956年末，前苏联获悉美国运载火箭已进行飞行试验。而前苏联正在研制的人造卫星因技术较复杂，短期内难以完成。为了赶在美国之前发射卫星，前苏联决定将原计划确定研制的卫星暂时推迟，改为先发射两颗简易卫星。1957年8月21日，P7洲际导弹首次全程试射成功，同年10月4日，前苏联用“卫星”号运载火箭把世界上第一颗人造地球卫星送入太空。这颗卫星正常工作了3个月左右，成为第一个被人类送入太空的航天器，实现了人类千百年来的梦想。这颗卫星的发射成功开创了人类的航天新纪元。
2.卫星的发展和应用
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，对许多国家的运载火箭和航天器研制工作起到了积极的推动作用。为了摆脱落后局面，美国在继续抓紧“先锋”号计划的同时又恢复了“轨道器”计划。1957年12月，“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火箭发射成功自己的第一颗卫星“探险者”1号。这颗卫星比前苏联第一颗卫星晚发射了3个多月，重量只有4．8公斤，但它却取得了重要的科学发现。
物理学教授范爱伦根据卫星携带的盖革计数器因磁饱和没有输出的现象，发现了地球辐射带。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。继前苏联和美国之后，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、欧洲空间局在1979年12月24日、印度在1980年7月18日相继用自行研制的运载火箭成功地发射了自己的第一颗人造地球卫星。
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，取得明显的军事、经济和社会效益。科学卫星和技术试验卫星获得相应发展，取得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。70年代以来，各种卫星逐渐向多用途、长寿命、低成本和高可靠性的方向发展，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。航天技术成果的应用对于社会生产力的发展产生了巨大的影响。航天技术领域的许多新设计、新结构、新材料、新工艺、高可靠性的元、器件和精密仪器逐渐推广到其它领域中应用，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。
20世纪60年代以来，应用卫星发射总数已超过2：500颗，其中以前苏联的数量为最多，约占总数的三分之二。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、广播卫星和其它科学探测卫星。
应用卫星的功能不一，使用要求也不同，但技术发展的进程大体都经过以下3个阶段：①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，如20世纪40年代后期开始的以月球作为对象进行的被动通信试验，直至50年代的无源中继卫星和1 960年10月的有源通信卫星的技术试验。②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。③实用阶段：20世纪70年代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。现在正在使用的卫星通信、气象、导航和军用系统大约有40多个。在一个应用系统中往往有多颗卫星，有的多达24颗卫星，而且卫星的寿命有限，还需要不断补充新的卫星。如美国的照相侦察卫星系统已发展到第5代，前4代已发射了222颗卫星。