天文望远镜
望远镜发明于17世纪初。人类通过望远镜拉近了与遥远星空的距离。通过各种各样的望远镜，我们已经从肉眼可见约6000颗星飞跃，到现在能观察月面的起伏、太阳黑子、土星光环、各个星座等。而且我们还在借助光学仪器、向更广阔、更深远的宇宙进军。
第一架天文望远镜
第一架天文望远镜是意大利科学家伽利略发明的。伽利略通过自制的望远镜清楚地看到了月球的表面，并且还发现了太阳黑子的运动和木星的四个卫星，即伽利略卫星。天文学从此进如入望远镜时代。
凯克望远镜
凯克望远镜位于夏威夷，是目前世界上最大的光学望远镜镜面直径为10米，由36面1.8米的六角形镜面拼合而成。计算机每秒钟两次将所有的镜片排列在3×10的-5次方毫米以内，电视监视器可使科学家看到望远镜所看到的一切。
哈勃望远镜
哈勃望远镜是人类第一座太空望远镜，运行在地球大气层外缘离地面约600千米的轨道上，它大约每100分钟环绕地球一周。哈勃望远镜是由美国国家航天局和欧洲航天局合作、于1990年发射入轨的。由于运行在外层空间，哈勃望远镜获得的图像不受大气层扰动折射的影响，并且可以获得通常被大气层吸收的红外光谱的图像。
甚大望远镜
甚大望远镜位于智利的欧洲南方天文台，它由四座直径为8.2米的望远镜组成，四座望远镜之间通过电脑连接以便收集更多的光线。这四座望远镜中每一座的观察能力都超过了肉眼的10亿倍。科学家们将这些望远镜与一种“适应光学”的技术相连接，克服了大气扰动导致光学抖动的缺憾从地面上获得了较高清晰度的目标。
天文台与天文馆
天文台和天文馆都是观测天文的专业机构。天文台侧重于科学研究，通过天文研究来揭示宇宙的奥秘，对于选址极为重视。天文馆则侧重于科学普及，通过开展不同的活动，对大众进行天文宣传。
天文台里拥有各种类型的天文望远镜和测量计算装置，用以观测天体，分析资料，并利用观测结果编制各种星表和历书，进行授时工作计算人造卫星轨道，进而揭示宇宙奥秘，探索自然规律。
天文台观测室
天文台观测室的屋顶呈半圆球形球上有一个天窗从屋顶的最高处一直到屋檐。将天文台观测室设计成半球形并且在屋顶和墙壁的接合部装置了由计算机控制的机械旋转系统使观测研究十分方便。用天文望远镜进行观测时，只需把天窗转到要观测的方向，再上下调整望远镜的镜头就可以了。
天文馆
天文馆是以传播天文知识为主的科学普及机构、通过展览、讲座和天象仪表演以及编辑天文书刊等不同形式进行科学普及宣传。此外天文馆还进行天文观测，并从事一定的天文学研究工作。天文馆的仪器设备以天象仪为主。
天象仪
天象厅是天文馆中的圆形大厅，穹顶呈半球形，与地面之间设有网环状的垂直裙墙。天象厅的直径随天象仪的规格而定，最小的直径大约有6米，可以设置50个座位。还有一些天象厅设计成升降式的，可以兼做讲堂，全天候的电影厅或科学魔术演出场地。
天象仪是一种表演天文现象的仪器，是天文馆中进行天文普及及教育的主要工具，又称假天仪。天象仪的基本原理是通过投影机把星空的图像放映到半球形的银幕上，形成人造星空。通过配有精密齿轮传动系统的日、月、行星放映器把日、月、行星放映在人造星空中，它们的位置准确，运行的轨迹也和自然界一样，再加上一系列的附属仪器，就可以表演丰富多彩的天文现象。
探空火箭
探空火箭是在近地空间进行探测和科学试验的火箭。利用探空火箭可以在地面垂直方向探测大气各层结构成分和参数，研究电离层、电磁场宇宙线、太阳紫外线和X射线、陨尘等多种同一地物理现象。探空火箭比探空气球飞得高、比低轨道运行的人造地球卫星飞得低，是30～200千米高空的有效探测工具。探空火箭所获取的资料可用于各种试验研究。它更适用于临时观察短时间出现的特殊自然现象。
探空火箭的类别
探空火箭通常可按研究对象分类如气象火箭、生物火箭、地球物理火箭等。气象火箭多用于对100千米以下高度的大气进行规探测；生物火箭用于外层空问的生物学研究；地球物理火箭于地球物理参数探测使用高度大多在120千米以上。
探空火箭的飞行弹道受风的影响较大，为了保证达到预定的高度和减少弹道散布，探空火箭发射时需根据发射场的相关资料采用风补偿技术来调整和确定发射角度。大多数探空火箭从地面以接近垂直状态发射，也有从移动式发射车上发射的，根据需要还可从舰船或漂浮在空中的气球上发射。
探空火箭的组成
探空火箭系统由有效载荷、火箭、发射装置和地面台站组成。有效载荷大多装在箭头的仪器舱内，有效载荷的重量和尺寸取决于探测要求。火箭包括箭体结构、动力装置、稳定尾翼等大多数探空火箭为单级或两级火箭。动力装置通常用固体火箭发动机，可以简化和缩短发射操作时间。一般不设控制系统，仅靠稳定尾翼或火箭绕纵轴旋转来保证飞行稳定。发射装置通常用导轨和塔式发射架，使火箭获得足够大的出架速度。
发射探空火箭的意义
探空火箭的发射使人类获得了有关地球大气层的物理性质，化学性质地磁场，宇宙辐射和太阳辐射，X射线，紫外辐射以及微陨石等大量宝贵资料。这些资料广泛应用于天气预报地球物理和天文物理的研究，为弹道导弹、运载火箭、人造地球卫星、载人飞船等飞行器的研制提供了必不可少的环境参数。
运载火箭
运载火箭是由多级火箭组成的航天运输工具。因为它靠自身携带的燃料产生的喷气反作用力飞行，所以可以在没有空气的大气层外运行。现在，世界各先进国家都在为研制高性能、低成本、大推力、无污染、多用途并且可以重复使用的运载火箭而不懈努力。
运载火箭的类型
常用运载火箭按其所用的推进剂来区分，可分为固体火箭，液体火箭和固液混台型火箭三种类型。按级数来分运载火箭又可分为单级火箭、多级火箭两种。其中多级火箭按级与级之间的连接形式来分，又可分为串联型并联型（俗称捆绑式），串并联混合型三种。
运载火箭的组成
运载火箭主要的组成部分有结构系统、动力装置系统和控制系统。此外运载火箭上还有一些相对次要的由箭上设备与地面设备共同组成的系统。箭体结构是运载火箭的基体它用来维持火箭的外形，承受火箭在地面运输、发射操作和在飞行中作用在火箭上的各种载荷，安装连接火箭各系统的所有仪器设备，把箭上所有系统、组件连接组合成一个整体。所以箭体是火箭的重要组成部分也是最为直观的部分有重要作用。
运载火箭的发射方式
运载火箭的发射大致有三种方式：从地面固定发射场发射，从空中发射从海上平台发射。地面发射场规模大设施齐全，可以发射多种型号的运载火箭，从空中发射，飞机可以在不同地点的机场起飞，飞到地面上空任何地点发射，它不受地理位置的限制：从海上平台发射可以灵活选择发射地点，火箭落区的选择范围较大，可以进一步提高火箭的运载能力。
多级火箭
多级火箭就是把几个单级火箭连接在一起，其中一个火箭先工作，工作完毕后与其他火箭分开，然后第二个火箭接着工作，依此类推。由几个火箭组成的就称为几级火箭。多级火箭的优点是每过段时间就把不再有用的结构抛弃，无需再消耗推进剂来带着它飞行，可以使火箭达到足够大的运载能力。
多级火箭的组合方式
多级火箭有三种组合方式：串联、并联和混合式。串联式火箭纵向连接成一个整体，结构紧凑，气动阻力小，发射设备简单。并联式火箭又称捆绑式火箭，各级横向连接，长度短，发射时所有的发动机可同时点火。串联和并联同时使用的组合方式称为混合式。目前，许多运载火箭都采用混合式多级火箭技术。
载人航天载人航天是指由人类驾驶和乘坐的航天器在太空工作和生活的航天活动。载人航天技术是航天技术的一个重要组成部分。人类进入外层空间，向宇宙的深度和广度进军是未来航天活动的趋势。
载人飞船
载人飞船又称宇宙飞船，它是能保障航天员在外层空间生活和工作以执行航天任务并返回地面的航天器，载人飞船可以独立进行航天活动，也可作为往返于地面和空间站之间的“渡船”，还能与空间站或其他航天器对接后进行联合飞行。载人飞船的运行时间有限，是仅能使用一次的返回型载人航天器。
航天飞机
航天飞机，又称为太空梭、穿梭机是一种有冀，可重复使用的航天器，由辅助的运载火箭发射脱离大气层，作为往返于地球与外层空问的交通工具，外形酷似飞机。虽然世界上有许多国家都陆续进行过太空梭的开发，但只有美国与前苏联实际成功发射并回收过这种航天器。
空天飞机
空天飞机是航空航天飞机的简称。
顾名思义，它集飞机、运载器航天器等多重功能于一身，既能在大气层内作高超音速飞行，又能进入轨道运行。与航天飞机相比，空天飞机多了一个在大气层中航空的功能，而且它起飞时也不使用火箭助推器。
航天员离开载人航天器、进入太空的出舱活动称为太空行走。太空行走需要进行复杂的准备过程。舱外行走有两种方式，一种用早期研制的“脐带”与乘员舱连接，另一种是靠装在航天服背后的便携式环控与生保装置以及载人机动装置行走。这样，航天员可以到距离航天器100米外的空间活动。
所谓空间交会是指两个或两个以上的航天器，在轨道上按照预定位置和时间相会；而空间对接是指两个航天器相会后在结构上连成一个整体。交会对接的程序分为地面引导、自动引导、接近和停靠、对接合龙四个阶段。目前，世界上已经进行了100多次航天器空间交会对接活动。
人造卫星
人造卫星是在空间轨道上环绕地球运行的无人航天器，它由包含各种仪器设备的若干个系统组成。它数量最多、用途最广，发展最快，其发射数量约占航天器发射总数的90％以上。迄今为止，人类已经发射了3000多颗人造卫星，大大方便了我们的生活。
人造卫星的系统组成
人造卫星由包含各种仪器设备的若干系统组成，它们可分为专用系统和保障系统。专用系统与卫星执行的任务直接有关大致分为探测仪器遥感仪器和转发器三种。保障系统主要有结构系统热柱制系统、电源系统、无线电测控系统、姿态控制系统和轨道控制系统。
环绕一个物体飞行的另一个物体其自身的离心力必须与所环绕物体的向心力大小相等，方向相反，这样才能保证一个相对恒定的状态。人造卫星的飞行原理与它相仿，只不过向心力是地球对它的引力。人造卫星能在地球轨道上运行是因为它具有第一宇宙速度（7.9千米／秒），还有就是因为地球的引力（向心力）一直拉着它。如果卫星飞行速度过快，离心力超过地球的引力时。
卫星就会脱离地球飞向更遥远的太空。
人造卫星的作用
人类迄今为止已经发射了3000多颗人造卫星，给我们的生活带来了很大的帮助。其中，通讯卫星用于电话、电报、电视、广播、数据传送等业务；气象卫星主要用于气象观测工作；地球资源卫星用于寻找地下矿藏、调查水文资料等方面的工作；导航卫星主要为交通导航服务，侦察卫星主要用于侦察敌情。
探索月球从“嫦娥奔月”的美丽传说，到“阿波罗登月”的惊人壮举，从古时候只能在地球上“举杯邀明月”，到宇航员第一次激动地踏上月面，月球神秘的面纱正在一点点地被人类揭开。随着空间技术的进步，人类探索月球，开发月球的梦想在渐渐地变为现实。
观测月球
由于月球是距地球最近的星球因此从古至今人类对月球的观测就从未间断过。通过观测，古人认识到月食是一种周期性的自然现象，地球上的潮汐与月球的运动有关。随着天文望远镜的发明，人类发现月球的地貌和地球一样，有山有谷，崎岖不平。进入20世纪以来，人类更是用各种先进手段对月球进行了观测，月球的面貌也越来越清晰地呈现在我们眼前。
月球探测器
月球探测器即针对月球探测行动发射的太空探测器，是人类探测月球的重要工具。第一个绕行月球并首次拍摄月球背面影像的是苏联的“月球”号探测器。此后，苏联和美国又发射了一系列的月球探测器，如“先驱者”号探测器、“徘徊者”号探测器、“勘测者”号探测器等。
阿波罗计划
阿波罗计划又称阿波罗工程，是美国从1961年开始进行的一系列载人登月飞行任务。在20世纪60年代的十年中，阿波罗计划主要致力于完成载人登月和安全返回的目标。1969年，“阿波罗”11号宇宙飞船实现了这个目标。为了进一步对月球进行科学探测，阿波罗计划一直延续到20世纪70年代初。整个计划取得了丰硕的科学资料及将近400千克的月球样本。
登陆月球
1969年7月16日，美国“阿波罗”11号飞船载着阿姆斯特朗，奥尔德林和柯林斯三人在美国肯尼迪航天中心升空飞向月球，到达了月球轨道后，由柯林斯驾驶飞船绕月飞，行而阿姆斯特朗和奥尔德林驾驶登月舱于7月20日在月面降落。阿姆斯特朗在月面上印下了人类的第一个脚印，这标志着人类探索地外世界的次重大飞跃。
月面勘测
1966年年1月，“月球”9号探测器在月球的风暴洋附近着陆，用摄像机拍摄了月面照片。这是人类第一次利用探测器对月面进行实地勘测考察。1970年9月，“月球”16号第一次使用钻头采集了120克月岩样品并带回地球。1970年11月，“月球”17号载着世界上第一辆自动月球车登陆月球，月球车在月面上进行了10个半月的科学考察。
月球标本
随着美苏两国月球探测活动技术的成熟，月球探测器纷纷从月球上采集样本带回地球。其中，仅6艘“阿波罗”飞船就带回了月球岩石样品380千克左右。科学家们通过对月球标本的研究，能够准确地测算出月球的年龄，月球岩石的成因和成分，以及月球上富含哪些矿藏等资料。
开发月球