地球
在茫茫宇宙中，地球是个很不起眼，但又得天独厚的星球。行星际探测的结果表明，地球是太阳系中唯一适宜于生命存在的天体，只有它处于太阳系的“生态圈”内，如果想寻找其他智慧生物居住的星球，必须飞出太阳系，至少在4.2万光年的范围里是不会找到的。
20世纪50年代后。科学技术发展非常迅速，为大地测量开辟了多种途径，高精度的微波测距，激光测距，特别是人造卫星上天，再加上电子计算机的运用和国际间的合作，使人们可以精确地测量地球的大小和形状了。通过实测和分析，终于得到确切的数据：地球的平均赤道半径为6 378.14千米，极半径为6356.76千米，赤道周长和子午线方向的周长分别为40075千米和39941千米。测量还发现，北极地区约高出18.9米，南极地区则低下去24～30米。所以有人说，地球像一个倒放着的大鸭梨。其实地球确切地说，是个三轴椭球体。
在地球引力作用下，大量气体聚集在地球周围，形成数千千米的大气层。探空火箭在3000千米高空仍发现有稀薄大气，有人认为，大气层的上界可能延伸到离地面6 400千米左右。据科学家估算，大气质量约6000万亿吨，差不多占地球总质量的百万分之一，其中包括：氮78%、氧21%、氩0.93%、二氧化碳0.03%、氖0.0018%，此外还有水汽和尘埃等。
地球轨道
地球轨道是地球绕太阳公转的路线，形状为一非常接近圆形的椭圆。太阳位于椭圆的两个焦点之一。公转轨道最靠近太阳的一点称近日点，距太阳约14710万千米，地球于每年7月经过该点。远日点约15210万千米。日地平均距离为14960万千米，即1个天文单位。轨道全长约为94000万千米。
第一颗人造卫星——“人造地球卫星－1”号
1957年10月4日，在前苏联哈萨克共和国威海附近的拜科努尔宇宙飞行器发射场上，矗立着一枚高大的两级液体燃料运载火箭。
这颗世上首先进入太空的卫星是沿椭圆轨道绕地球运行的。其轨道近地点为228.5千米，远地点为946.1千米；轨道倾角（轨道平面与地球赤道面的夹角）为65度；运行周期（绕地球一圈的时间）为96.17分钟。“人造地球卫星－1”呈圆球形，其直径为58厘米，星体结构材料是铝合金的。卫星周围均布四根弹簧鞭状天线伸向后方，其中一对天线长240厘米，另一对长290厘米，其无线电频率为20.005兆赫和40.002兆赫。卫星内装有两台功率为1000毫瓦的无线电发射机、化学电池、测量星内温度与压力的感应元件、磁强计和辐射计数器等，整个卫星仅有83.6千克重。
第一枚液体燃料火箭
1926年3月16日，在大雪覆盖的美国马萨诸塞州奥本郊外的沃德农场，戈达德检查了发射架，把一枚长3.04米，重5.5千克的小型液体燃料火箭安装到发射架上。他和助手特别仔细地检查了火箭顶端长0.6米的火箭发动机，又依次检查了发射架下部的两个液氧和煤油贮存箱，还有燃料阀门和输送管道。当准备工作全部就绪后，下午2点30分，正式点火发射。这是戈达德研制的液体燃料火箭，它耗费了这位注定要载入史册的科学家20多年的心血。一声巨响，火箭发动机尾部喷射出熊熊火焰，火箭离开发射架向空中飞去。火箭飞行了2.5秒，上升高度为12米，坠落后离发射架56.12米。世界上第一枚液体燃料火箭就这样发射成功。
1930年7月15日，戈达德在第一个飞越大西洋的飞行员林白的帮助下，从著名慈善家古根海姆那里筹得资金，把试验基地迁到新墨西哥州罗斯韦尔东北的梅斯卡勒罗农场。同年12月30日，又一枚戈达德火箭试验成功，发射高度610米，飞行距离300米，速度达到每小时800千米。
“德尔塔”号运载火箭
“德尔塔”号运载火箭是1959年开始研制的美国中等运载能力的运载火箭。1960年5月开始发射的第一批12枚火箭是三级火箭。第一级由“雷神”中程导弹修改而成，第二、三级沿用“先锋”号运载火箭的第二、三级。火箭全长28米，重52吨，第一级直径2.44米，运载能力为220千克（480千米高的圆轨道）。此后，又增加固体火箭助推器和助推器的数量，加大发动机推力，加长第一级推进剂贮箱，扩大第二、三级直径等，使火箭的运载能力不断提高。火箭经过13次改型，如标准型、2914型、3914型等，到1982年演变为“德尔塔”3920／PAM－D型。这个型别的火箭由4级组成。助推级（又称零级）是捆绑在箭体下部四周的9台固体火箭助推器，每台推力378.6千牛（38.6吨力），第一级用液氧和RJ－1煤油推进剂，发动机推力提高到912千牛（93吨力）。第二级用四氧化二氮和混肼推进剂，推力43.6千牛（约4.45吨力）。第三级采用固体火箭发动机，靠旋转稳定，推力82.3千牛（8.4吨力）。火箭全长35.35米，直径2.44米，起飞重量193.2吨。运载能力提高到1312千克（过渡轨道）。到1982年年底，“德尔塔”号火箭共发射155次，其中失败11次，成功率达93%。用这个火箭发射的航天器包括“先驱者”号探测器、“泰罗斯”号卫星、“雨云”号卫星、地球资源卫星、“辛康”号卫星、“国际通信卫星”Ⅱ号和Ⅲ号等。
“大力神”号运载火箭
美国以“大力神”2型洲际导弹为基础研制的大型运载火箭，有3A、3B、3C、3D、3E、34D等多种型别，主要用于发射各种军用有效载荷。“大力神”3A和3B都是三级液体火箭，用“大力神”2型导弹的第一、二级作为前两级，起飞推力约1913千牛（195吨力）。3A的第三级叫过渡级，长4.9米，直径和前两级一样，都是3.05米，重约13吨。过渡级装2台推力各为35.6千牛（约3.63吨力）的发动机，工作时间约480秒。发动机可以多次起动，能使火箭在较大范围内机动变轨，将有效载荷送入不同的轨道。3级都用四氧化二氮和混肼50推进剂。制导系统利用“大力神”2型导弹的惯性制导系统。
3A于1964年开始发射军用卫星。1966年开始使用的3B用“阿金纳”火箭作为第三级，用无线电指令制导系统取代惯性系统。
3B主要用于发射军用侦察卫星。3C是在3A火箭的两侧各捆绑一台大型固体火箭助推器组成的。每个助推器长25.9米，直径3.05米，重200吨，通过由助推器旁侧的贮箱喷注四氧化二氮的方法来控制推力方向。3A和3B火箭重160～180吨，可将3.6～4.5吨重的载荷送入低地球轨道。
3C于1965年开始使用，主要用来发射军用通信卫星。火箭重635吨，起飞推力约10 498千牛（1070吨力），能把13.4吨重的载荷送入低地球轨道或把1.6吨重的载荷送入地球静止卫星轨道。3C火箭去掉过渡级就变成3D火箭，用“半人马座”火箭取代3C的过渡级就变成3E火箭。3D重590吨，从1971年开始用来发射重型侦察卫星。3E重640吨，从1974年开始用来发射“太阳神”号探测器、“海盗”号探测器、“旅行者”号探测器等行星和行星际探测器，可把3.8吨重的载荷送往金星或火星。3C火箭通过增大芯级和固体火箭助推器的长度，并用惯性上面级取代过渡级，又演变为34D火箭。34D重780吨，从1982年开始用来发射重型军用卫星。“大力神”号运载火箭在118次成功的发射中已将150多颗卫星送入不同的轨道。
对接装置
对接装置是用于两个航天器在轨道上固定连接的装置。对接装置一般采用“销钉—锥孔”结构方式。
在空间交会中，一航天器主动靠近另一航天器进行对接，前者在对接中是主动的，它的对接装置采取“销钉”形式，中央有一导引杆；后者在对接中是被动的，它的对接装置采取“锥孔”形式。对接时导引杆使两航天器的对接装置精确对准，“销钉”插入“锥孔”，锁紧机构自动锁紧，完成对接。前苏联“联盟”号飞船与“礼炮”号航天站的对接和美国“阿波罗”计划中飞船的对接都采用这种对接装置。另一种方式是采用周向排列的导向装置和对接装置，可用于两个都能主动对接的航天器。在“阿波罗—联盟”号飞船联合飞行中首次采用这种对接装置。
“东方”号飞船
“东方”号飞船为前苏联最早的载人飞船系列，从1961年4月～1963年6月共发射6艘。“东方1号”飞船是世界上第一个载人进入外层空间的航天器。“东方”号飞船用于单艘和编队载人飞行。
飞船由球形密封座舱和圆柱形仪器舱组成，重约4.73吨。在轨道上飞行时与圆柱形的末级运载火箭连在一起，总长7.35米。“东方”号飞船由密封座舱（2 400千克）和工作舱组成，质量约4730千克。球形座舱直径2.3米，能乘坐1名航天员，舱壁上有3个舷窗。舱外表面覆盖一层防热材料。座舱内有可供飞行10昼夜的生命保障系统、弹射座椅和无线电、光学、导航等仪器设备。“东方”号飞船在返回前抛掉末级运载火箭和仪器舱，座舱单独再入大气层。当座舱下降到离地面约7千米高度时，航天员弹出飞船座舱，然后用降落伞单独着陆。仪器舱位于座舱后面，舱内装有化学电池、返回反推火箭和其他辅助设备。“东方”号飞船既可自动控制，也可由航天员手控。飞船飞行轨道的近地点约为180千米，远地点为222～327千米，倾角约65°，周期约89分钟。
1961年4月12日，前苏联航天员Ⅰ.A.加加林乘坐“东方1号”飞船，绕地球飞行108分钟后，安全返回地面，开始了人类载人航天的新时代。1963年6月16日，世界第一个女航天员V.V.尼古拉耶娃－捷列什科娃乘坐“东方6号”进入太空。“东方”号飞船系列在空间进行了科学、医学和生物学研究以及技术试验后，都安全返回地面。
“东方红一号”卫星
“东方红一号”卫星是我国于1970年4月24日发射的第一颗人造地球卫星。按当时时间先后，中国是继前苏联、美国、法国、日本之后，世界上第五个用自制火箭发射国产卫星的国家。
“东方红一号”卫星是中国的第一颗人造卫星，由以钱学森为首任院长的中国空间技术研究院研制，当时共做了五颗样星，结果第一颗卫星就发射成功。该院制定了“三星规划”：即东方红一号、返回式卫星和同步轨道通信卫星，而孙家栋则是当时“东方红一号”卫星的技术负责人。1967年，党鸿辛等人选择了一种以铜为基础的天线干膜，成功解决了在100℃～－100℃下超短波天线信号传递困难问题。“东方红一号”卫星因工程师在其上安装一台模拟演奏《东方红》乐曲的音乐仪器，并让地球上从电波中接收到这段音乐而命名。
东方快车
美国的下一步载人航天目标，是建造“东方快车”空天飞机和“自由”号永久空间站。目前正在研制一种叫X30的试验型样机，差不多像今天的DC9客机大小，是“东方快车”的1／3。最关键的技术是要解决制造大型组合式推进装置、轻型高强度耐高温材料、高超音速飞动结构外形和先进的控制系统。航天飞机能像普通飞机那样从地面水平起飞，以高超音速在大气层内飞行，并直接加速进入地球轨道飞行，完成任务后返回大气层，又像飞机那样水平着陆，完全达到能重复使用的目的。预计21世纪初能够进入轨道飞行。
地球静止环境业务卫星
美国第一代地球静止轨道气象卫星系列，英文缩写为GOES。这个卫星系列的第一颗卫星GOES－1在1975年10月16日发射，到1982年发射了6颗。地球静止环境业务卫星系列是世界气象组织从1978年开始的全球大气研究计划第一期全球试验的重要气象观测工具。卫星外形是一个圆柱体，高2.6米，直径1.9米，重294千克，工作寿命3年。卫星采用地球静止卫星轨道，位置保持精度：南北向优于1°，东西向优于0.5°。卫星靠自旋稳定，自旋速率为100转／分。卫星携带的气象遥感器是可见光、红外自旋扫描辐射计（VISSR）。仪器的望远镜口径为0.4米，两个波段为0.55～0.75微米（可见光）和10.5～12.5微米（红外），星下点分辨率分别为0.9和9千米。它拍摄的云图一帧有1820条扫描线，每帧的扫描时间为20分钟。对连续观测4帧以上的云图进行数据处理可获得风速和风向。测风速的精度优于3米／秒，这是地球静止轨道气象卫星的一个重要特点。仪器获得的原始云图数据以28兆比特／秒的速率传送到地面，经数据处理后每3小时通过卫星用1700兆赫频率向各地广播一次适用的云图资料。
这颗卫星还携有数据收集系统（DCS），可以收集1万个地面气象站、海洋自动浮标和无人值守地区的自动气象站所获得的温度、压力、湿度等环境资料，它的工作频率是401兆赫和468兆赫。卫星还携带有测量太阳粒子（质子、α粒子和电子）的空间环境监测器（SEM）。
从此系列的第四颗卫星开始，携带的气象遥感器改为可见光、红外自旋扫描辐射计的大气探测仪（VAS）。这种仪器有1个可见光通道和12个红外通道，除能拍摄云图外，还通过15微米（CO2）波段探测大气垂直温度分布和3.7微米（H2O）波段探测不同高度的水汽含量分布，从而获得大气三维结构的气象资料。探测大气垂直温度和水汽分布的星下点分辨率：晴朗地区为30千米，有云覆盖的地区为60～100千米。这样的分辨率已足以了解风暴的形成、发展和移动。
地球静止轨道气象卫星
地球静止轨道气象卫星是美国第一代地球静止轨道气象卫星，第一颗是1957年10月16日发射的。卫星外形是一个圆柱体，高2.6米，直径1.9米，重294千克；工作寿命3年。卫星携带的气象遥感器是可见光和红外扫描辐射计，星下点分辨率：可见光为900米，红外为8千米。它拍摄的云图一帧有1280条扫描线，对连续观测四帧以上的云图进行数据处理，可获得风速和风向，风速的精度约3米／秒。卫星观测的原始云图数据可及时传送到地面，经数据处理后，再通过卫星每隔3小时向各地广播一次适用的云图资料，各地接收后便可以进行气象预报。这类卫星还携带数据收集系统，可以收集一万个地面气象站、海洋自动浮标和无人看守的自动气象站所获处的温度、压力、湿度等环境资料。它每半小时提供一张云图，每天由计算机处理出1200个以上风速和风向数据，广播400多种传真气象图。在美国，除海洋大气局外，还有200多个用户接收它的云图。它还为世界服务，从西起澳大利亚，东至西欧和非洲，有1200多个站接收它的资料。
地球资源卫星
地球资源卫星是1972年才开始发展起来的新型卫星，它是航天技术与遥感技术相结合的产物。美国于1972年7月3日发射了E2431号第一颗地球资源卫星，随后又连续发射了5颗陆地卫星和1颗海洋资源卫星。1975年11月26日，中国发射了第一颗返回式遥感卫星，到1990年，中国共发射了12颗返回式遥感卫星，回收成功率达100%，后来还发射了“资源1号”卫星。这些卫星都获得了大量地球资源勘探资料。苏联从1977年起发射了“流星”系列地球资源卫星和海洋勘测卫星。法国于1986年也发射了先进的“斯波特”商用地球资源卫星。
地球资源卫星对工农业生产和地质、水文、海洋、矿藏、环境监测、生态平衡和预防自然灾害都有巨大作用。比如用飞机进行航空测量中国领土一遍，需拍150万张照片，费时10年；而用地球资源卫星测绘，则只需约500张照片，几天就可完成。要把整个地球测量一遍，也只不过需要18天就可完成，一个星期就可拍摄和积累地面景物照片1万张。地球资源卫星可以寻找矿藏和油田，找水和查火，预报农作物病虫害和产量，查清牧草分布和浮游生物的分布与密度。目前，全世界有100多个国家和地区利用这种卫星的遥感资料，发现了许多重要的矿藏和水利资源。
电子侦察卫星
电子侦察卫星是专门用来侦测对方预警、防空、反导弹等雷达的位置及信号特征，也可测定对方军事通信和无线电台位置，为本国战略轰炸机、弹道导弹和巡航导弹执行突防和攻击任务提供数据，也可用以侦察对方军事演习时的指挥、通信信号，并予截获。截获的信号记录在磁带上或存储在计算机里，在卫星飞经本国上空时发送到地面接收站。电子侦察卫星通常运行于300～500千米，甚至1000～1 400千米的近圆轨道。
电子侦察卫星按侦察任务分为雷达侦察型、无线电通信侦察型和弹道导弹试验侦察型三种。到1986年底，美国和前苏联已分别发射电子侦察卫星83颗和139颗，其中，最有代表性的是美国1985年1月24日用航天飞机发射的侦察卫星，它重13.6吨，星上载有两种直径为22.9米的天线，卫星上的大型天线可截获100兆赫到20千兆赫之间的所有频率。
“电子”号卫星
“电子”号卫星是前苏联科学卫星系列。1964年1～7月共发射4颗卫星，重400～544千克。一次同时把两颗“电子”号卫星送入不同轨道，以期在不同高度和不同空间范围内同时完成对地球辐射带等的环境测量。“电子”号卫星的主要任务是研究进入地球内、外辐射带的粒子和与其相关的各种空间物理现象。“电子”号卫星带有：高、低灵敏度的磁强计、低能粒子分析器、低能质子检测器、太阳X射线计数器、微流星探测器以及记录微粒辐射和研究宇宙辐射成分的仪器。各种探测仪器可由程序装置控制工作，也可由地面指令工作，“电子”号卫星获得了地球辐射带、磁场、带电粒子的特性、空间分布和能谱的大量数据。
电子战飞机
电子战飞机包括电子侦察飞机、电子干扰飞机和反雷达飞机，是一种专门用于对敌方雷达、电子制导系统和无线电通信设备进行电子侦察、电子干扰和攻击的飞机。从现已问世的电子战飞机来看，它们基本上都是由轰炸机、战斗轰炸机、运输机、攻击机等改装而成。
随着信息时代的到来，信息战已成为未来战争的主要形态。能否夺取制信息权将直接决定着战争的胜败。因此，在未来的信息化战争中，电子战飞机在战争舞台上仍将扮演主要角色。有鉴于此，目前世界各国都在不遗余力地发展高性能的电子战飞机。美国从20世纪80年代就开始研制一种代号为“极光”的隐身电子侦察机。机上装有先进的合成孔径雷达、实时数据传输设备、红外和电子侦察设备。还有不少国家根据局部战争的经验，正在研制大功率、多功能的专用电子战飞机。据悉，这些专用电子战飞机将载有大功率干扰机，可实施远距离、大范围的强电子干扰。飞机上既载有雷达干扰机，又载有通信干扰机，还有干扰物投放器和反雷达导弹，可根据战场需要，有选择地使用或同时使用。
电传操纵系统
电传操纵是一种新型的飞机操纵系统，特点是把驾驶员的操纵指令转变为电信号来进行操纵。由微型驾驶杆、敏感元件、计算机、同服机构和舵机等部分组成。微型驾驶杆一般装在座舱的侧操纵台上，当驾驶员操纵它时，电传操作系统立刻将机械动作转变为电信号，经计算机计算放大后，通过舵机使舵面偏转。电传操纵系统的优点是结构简单，体积和重量小，易于安装和维修、操纵灵敏度高，无滞后现象。
多光谱扫描仪
多光谱扫描仪（MSS），有4个波段，分辨率80米。陆地卫星3号上的MSS增加一个热红外波段，分辨率为240米。第二代陆地卫星4～5号，从星体外形、结构、星载仪器到数据传输方式均有新的改进。星体采用多用途积木式结构，直径2.1米，长5.4米，轨道高度705千米，倾角99°，周期99分钟，每日绕地球18.5圈，覆盖周期16天。星上载一台多光谱扫描仪（MSS），一台新一代多光谱扫描仪TM有7个波段，分辨率除热红外波段120米外均为30米。卫星新增一个高增益天线，用于将遥感数据发送给跟踪和数据中继卫星，并由它转发给地面接收站，从而大大提高了数据传输速率和能力。1985年9月，陆地卫星系统的发射和管理由政府部门移交给地球观测卫星公司，实现了商业化。新的陆地卫星6～7号将把MSS的分辨率提高到60米，TM则新增一个分辨率为15米的全色波段。陆地卫星系列是20世纪70～80年代为世界各国提供航天遥感数据的主要遥感系统，对航天遥感的发展及其应用具有划时代的作用。
多功能无人机
多功能无人机将集侦察、校射、监视、战果评估、目标识别、无线电中继、对地攻击等多功能于一体，可在距敌较远时进行干扰、诱骗等软打击，也可在必要时对地面重要目标进行攻击。美国波音公司研制的“秃鹰”就是这样一种无人机。“秃鹰”是一种大高度、长续航时间的自主式无人机，可用于执行战略侦察、监视、目标探测、反潜战、指挥、控制、通信、大气监测、海关与边防巡逻等任务。该机采用全复合材料机体结构，具有很轻的大展弦比承载机翼。该机巡航速度每小时148千米，最大升限2.736万米，航程1.48万千米，续航时间120小时。其中升限和续航时间均创造了无人机的飞行记录。
“导航星”全球定位系统
“导航星”全球定位系统为美国国防导航卫星系列。“导航星”全球定位系统从1978年2月到1980年4月共发射6颗，取中高度圆轨道，采用双频伪随机噪声测距导航体制。主要任务是使海上舰船、空中飞机、地面用户及目标、近地空间飞行的导弹以及卫星和飞船实现各种天气条件下连续实施的高精度三维定位和速度测定，还可用于大地测量和高精度卫星授时等。全球定位系统有较高的军用价值，定位精度可达十几米左右，测速精度优于0.1米／秒，授时精度优于1微秒；民用时定位精度一般为100米左右。
“导航星”系统（GPS）基本工作原理是计算卫星发射机和地球上接收机之间的距离。如果同时接收来自三颗卫星的信号，把接收每一信号的时间记录下来，利用已知的无线电传播速度，就能计算出接收机所在的位置，然后以每一卫星到接收机的距离为半径，以卫星为中心，作一个球体，这样，对三颗卫星可以作出三个球体，这三个球体的交点就是接收机的所在位置。不过，要作精确的计算，时间上必须严格同步，不然，一微秒的误差，会造成300米的定位误差。为此，利用一个导航卫星来授时，这样接收机同时接收来自四颗导航卫星的信号，也就是说至少要使四颗导航卫星同时出现在接收机的视场范围之内，使接收机能“看得见”，才能“听得到”。不论在地球哪一个角落，要求任何时刻都能同时收到四颗导航卫星的信号，才能精确地定位。
“导航星”系统具有全球、全天候、连续、实时定位、精度高、抗干扰性强、不需要在国外设站、用户不需发射无线电信号、使用简单、不限制用户等优点，因此应用极其广泛，适于航空、航海、航天领域的飞行器和舰船，以及地面各种车辆和部队等，也非常适用于陆、海、空各军种作战需要，如“导航星”系统与武器系统相结合，会大大改善侦察敌情、目标定位、部队行军、弹药投放及联合军事行动等军事活动的效果。
导航卫星
导航卫星是为地面、海洋、空中和太空用户导航定位的人造地球卫星。
1958年初，美国科学家在跟踪第一颗人造地球卫星时，无意中发现收到的无线电信号有多普勒效应，即卫星飞近地面接收机时，收到的无线电信号频率逐渐升高；卫星远离后，频率就变低。这一有趣的发现，揭开了人类利用人造地球卫星进行导航定位的新纪元。卫星定位导航，是由地面物体通过无线电信号沟通自己与卫星之间的距离，再用距离变化率计算出自己在地球或空间的位置，进而确定自己的航向。
这种设在天上的无线电导航台，就是现在的导航卫星，也可以说是当今的“罗盘”。目前已有不少国家利用人造地球卫星导航。这种导航方法的优点主要是：可以为全球船舶、飞机等指明方向，导航范围遍及世界各个角落；可全天候导航，在任何恶劣的气象条件下，昼夜均可利用卫星导航系统为船舶指明航向；导航精度远比磁罗盘高，误差只有几十米；操作自动化程度高，不必使用任何地图即可直接读出经、纬度；导航设备小，很适宜在舰船上安装使用。于是，卫星导航系统应运而生了。
动力系统
动力系统由火箭发动机和推进系统组成，如果是液体火箭发动机，还应有液体推进剂和输送系统。动力系统有火箭的“心脏”之称，它是使火箭实现飞行运动的原动力。