轨道器是航天飞机的主体，又是航天飞机中唯一可载人的部分，也是真正在地球轨道上飞行的部件。固体燃料助推火箭将航天飞机升到一定高度后，与轨道器分离，回收后经过修理可重复使用。外储箱是个巨大的壳体，内部装有供轨道器主发动机用的推进剂，是航天飞机组件中唯一不能回收的部分。航天飞机的轨道器是载人的部分，有宽大的机舱，它能够带着航天员定点着陆。
空天飞机是对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，既能在大气层中像航空飞机那样利用大气层中的氧气飞行，又能像航天飞机那样，利用自身携带的燃料在大气层以外飞行。空天飞机起飞时，不必借助火箭发射，也可以任意选择轨道，降落时又能像普通飞机一样自由选择跑道。
空天飞机的动力装置既不同于飞机发动机，也不同于火箭发动机，而是一种混合配置的动力装置。它由空气喷气发动机和火箭喷气发动机两大部分组成：
起飞时空气喷气发动机先工作，这样可以充分利用大气中的氧，节省燃料；飞到高空后，火箭喷气发动机开始工作，燃烧自身携带的燃烧剂和氧化剂。
宇宙空间站
宇宙空间站是运行在地球轨道上的一种小型实验性科研与军事活动的基地，上面有维持人长期正常生活的环境，安装有保障宇航员进行各种工作的仪器设备以及为人和设备服务的各种装备，可载人长期飞行。它可研究人对空间环境的适应能力、探测天体、观察地球、试制新材料和药品，并进行生物实验等。
为了使人们在太空中生活得安全、舒适，空间站上设有各种先进的配套设施。生活设施，有食品柜、电热器、饮水箱、坐椅、睡铺、卫生间、淋浴装置等；文化设施，则包括专门收看地面电视节目的电视机和各种体育锻炼器。此外，还有可靠的生命保障系统，包括大气再生器和水再生器等。
保障宇航员生命安全的宇航服
宇航服是宇航员的生命保障系统，也是宇航员进行太空行走的生命屏障。
宇航服可以很好地保护宇航员免受各种伤害，它能够经得起细小陨石和微尘的高速冲击而不会破损。在真空环境中，人体血液中含有的氮会变成气体，使体积膨胀。如果人不穿加压气密的航天服，就会因体内外的压差悬殊而有生命危险。另外，宇航服里还有供氧和通风等设备，而且还可以储存一定量的食物和水以及能容纳排泄物的马桶。
上面说的是用于宇航员舱外活动的宇航服，还有一种只能供宇航员在飞船座舱内使用的宇航服。如果飞船座舱内发生泄漏，宇航员可以穿上舱内宇航服，启动供氧、供气系统。另外，它还能提供一定的温度保障和通信功能，确保宇航员在飞船发生故障时安全返回。
太空生活
在太空中，人是失重的，会像传说中的神仙那样飘浮在空中。宇航员吃饭时最怕张开嘴巴，如果不小心，食品碎屑就会飘在空中，很不好清除。因此，早期的太空食品都做成糊状，如苹果酱、牛肉酱、菜泥和肉菜混合物之类。现在的太空食品多采用易拉罐包装，以便加温。为防止开盖时食品飞走，在易拉盖下还通常加封一层塑料膜。
在太空中睡觉也是一件很特别的事，首先是黑白不分。这是因为宇航员在天上绕地球航行，太空日出日落由航天器绕地球一圈的时间而定。因此，宇航员无法按照地球上“日落而息”的习惯睡觉。对于宇航员来说在太空中睡觉，睡姿是很随意的，因为在失重的情况下，他们可以躺着睡、站着睡，还可以飘着睡。但为了避免睡着了以后飘来飘去的，他们可以睡在睡袋里。
宇航员在太空中也要刷牙，但他们刷牙可不是一件轻松的事。宇航员们没有牙刷，只能用块湿布包在手指上当牙刷。宇航员的牙膏是特制的，为了防止牙膏泡沫在空中乱飞，刷完牙后还要把牙膏咽进肚子里。长期待在太空中的宇航员，同生活在地球上的人一样需要洗澡。在太空中洗澡既费时又费力，首先宇航员要把脚固定在一个限制器上，防止洗澡时飘起来；然后要戴上面罩和眼罩，防止水珠吸入肺部或进入眼睛。
宇航员在太空大小便很不方便，要把人固定在马桶上，不然很容易把粪便弄到空中去，要是那样可就太糟糕了。不过还没有哪个宇航员这么不小心的。
由于太空环境的影响，空间站内的大部分垃圾都是湿的，这会促使微生物和细菌的生长。为了保证宇航员的身体健康，必须抑制细菌的繁殖，所以就要对垃圾进行真空干燥或冷冻储藏处理。
人类进入太空的第一次尝试
东方号是前苏联最早的载人飞船系列，也是世界上第一个载人航天器。东方号载人航天工程始于20世纪50年代后期，在载人之前，共发射了5艘无人试验飞船。1957年，苏联在太空中进行第一次动物试验，他们把一只名为莱卡的小狗送上了太空。这只小狗在太空中生活了5天，最后因卫星没有返回系统，而永远留在了那里。这次试验证明哺乳动物在人造卫星的困难环境下，也能生存。
1961年4月12日，世界上第一艘载人飞船“东方l号”飞上太空。苏联航天员加加林乘飞船绕地飞行108分钟，于10时55分在预定地点安全降落，完成了世界上人类的首次宇宙飞行。从此，载人航天的时代来临了。
土星探测计划
“卡西尼—惠更斯”计划是一个由美国国家航天局、欧洲航天局和意大利航天局三方合作的，对土星进行空间探测的科研项目。“卡西尼号”土星探测器由美国国家航天局负责建造，以意大利出生的法国天文学家“卡西尼”的名字命名；“惠更斯号”探测器以荷兰物理学家、天文学家、数学家惠更斯的名字命名，由法国阿尔卡特空间公司负责制造，属于欧洲航天局所有。
1997年10月15日，搭载着“惠更斯”的“卡西尼号”探测器离开地球，开始了漫长的土星探测之旅。
2004年7月1日，在太空旅行了7年后，“卡西尼号”探测器进入土星轨道，正式开始了对土星的探测使命，对土星及其大气、光环、卫星和磁场进行考察。
2004年12月25日，欧洲“惠更斯号”探测器脱离位于环土星轨道的美国“卡西尼号”探测器，飞向土星最大的一颗卫星——土卫六。
2005年1月14日，“惠更斯”抵达土卫六上空1270千米的目标位置，同时开启自身的降落程序，穿越土卫六的大气层，成功登陆土卫六。
2007年4月，为了掌握更多有关土星及其卫星的资料，相关部门决定将“卡西尼—惠更斯”土星探测计划的任务期延长2年。
“卡西尼号”和“惠更斯号”经过多年的工作，传回了大量关于土星及其卫星的照片和数据，使科学家们有了许多新的发现，如：
（1）土星环拥有自己的大气层，其主要成分是氧气。
（2）土星上有“无线电波喷发”和“龙形风暴”。
（3）土星上的闪电强度要比地球的高出几百万倍。
（4）太阳系最危险区域：土星的外侧光环F环正不断地遭受着小型天体的撞击。
（5）土卫六表面湖海中的液态碳氢化合物数量惊人，初步估算是地球上已探明石油和天然气储量的数百倍。
火星探测
20世纪60年代，人类就开始利用航天器探测火星了。
1962年：苏联“火星1号”探测器飞越火星的尝试失败。
1965年：美国“水手4号”行星际探测器飞越火星，拍摄了21张照片。
1969年：美国“水手4号”探测器发回75张照片。
1969年：美国“水手7号”探测器发回126张照片。
1971年：苏联“火星3号”探测器在火星着陆并发回照片。
1972年：美国“水手9号”探测器沿着火星轨道飞行，发回7000多张照片。
1974年：苏联“火星5号”探测器沿着火星轨道飞行了数天。
1974年：苏联“火星6号”和“火星7号”探测器在火星着陆，探测结果没有公布。
1976年：美国“海盗1号”和“海盗2号”探测器在火星着陆。发回了5万多张照片和大量的数据。
1989年：苏联“福波斯l号”和“福波斯2号”探测器在前往火星的途中失踪。
1996年：“火星环球勘探者”发射升空，1997年进入环绕火星的轨道。
1998年：美国发射火星气候探测器。1999年9月23日，探测器与地面失去联系。
1999年：美国发射火星极地着陆者探测器。
2003年6月2日：欧洲宇航局发射“火星快车”探测器。
2003年6月8日：美国太空总署发射“火星探测漫步者—A”探测器。
2003年6月25日：美国太空总署发射“火星探测漫步者—B”探测器。
2007年8月：美国“凤凰号”火星着陆探测器升空。
2008年5月25日：“凤凰号”成功降落在火星北极附近区域。
2010年8月29日：“萤火一号”抵达火星。
2012年8月6日：“好奇号”火星车在火星表面着陆。
中国的航天之路
“神舟一号”是中国自主研制的第一艘“试验飞船”。1999年11月20日，“神舟一号”飞船在酒泉卫星发射中心发射升空，经过21小时11分的太空飞行，“神舟一号”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。
继“神舟一号”后，中国又陆续成功发射了“神舟”系列的“二号”“三号”“四号”无人飞船。“神舟四号”是我国载人航天工程第三艘正样无人飞船，除没有载人外，技术状态与载人飞船完全一致。它的成功，标志着中国即将进入载人飞船时代。
2003年10月15日，中国独立研制的“神舟五号”载人飞船，在中国航天第一城酒泉卫星发射中心成功发射，进入预定轨道。飞船绕地球运行14圈后，在预定地区着陆。杨利伟成为第一个乘坐中国自己的飞船上天的中国人。
2005年10月12日上午，“神舟六号”发射成功。2005年10月17日凌晨4时33分，在经过115小时32分钟的太空飞行，完成中国真正意义上有人参与的空间科学实验后，“神舟六号”载人飞船返回舱在内蒙古顺利着陆。航天员费俊龙、聂海胜安全返回。从“神舟五号”到“神舟六号”，名称虽只差一级，但却是从“一人”航天飞行到“多人”航天飞行的重大跨越，标志着我国在发展载人航天技术方面取得了又一个具有里程碑意义的重大胜利。
2008年9月25日，“神舟七号”飞船载着翟志刚、刘伯明和景海鹏三名航天员，从酒泉卫星发射中心发射升空。9月27日下午，“神舟七号”上的航天员翟志刚穿上中国自行研制的第一套舱外航天服，打开舱门，完成了太空行走。
9月28日，飞船成功在内蒙古四子王旗着陆。
于2011年11月1日5时58分10秒由改进型“长征二号”F遥八火箭顺利发射升空。升空后2天，“神八”与此前发射的“天宫一号”目标飞行器进行了空间交会对接。组合体运行12天后，“神舟八号”飞船脱离“天宫一号”并再次与之进行交会对接试验，这标志着我国已经成功突破了空间交会对接及组合体运行等一系列关键技术。2011年11月16日18时30分，“神舟八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器成功分离，返回舱于11月17日19时许返回地面。
2012年6月16日18时37分，“神舟九号”飞船在酒泉卫星发射中心发射升空。2012年6月18日约11时左右转入自主控制飞行，14时左右与“天宫一号”实施自动交会对接，这是中国实施的首次载人空间交会对接。并于2012年6月29日10点00分安全返回。
这次航天员在轨飞行10天以上，是我国历次载人飞行中时间最长的一次，标志着我国载人航天由短期飞行向中长期飞行过渡。
探测地球空间的“双星计划”
中国“双星计划”全称“地球空间双星探测计划”，此计划中的主角是两颗以大椭圆轨道绕地球运行的小卫星。“探测一号”是赤道星，于2003年12月成功发射。“探测二号”是极轨星，于2004年7月成功发射。两颗卫星的构造与外形基本相同，但“探测二号”的功能稍微先进些。
这两颗卫星运行于之前国际上地球空间探测卫星尚未覆盖的重要活动区，相互配合。科学家们利用中国“双星”与欧空局磁层探测计划已发射的四颗卫星联合探测，在从太阳到地球的空间中，形成人类历史上第一个对地球空间的六点立体探测体系。这些卫星观测结果由中国与欧洲共同享有。
宇宙中的其他生命
20世纪中后期，关于外星人降临地球的传闻随处皆是，有人甚至声称自己看见了外星人。历史进入到今天，人们对有无外星人的话题一直在争论不休。
但是谁也没有能证明“亲见”外星人的有力证据，所谓的外星人，都只活在电影和科幻小说里。
虽然没有找到外星人降临地球的证据，但科学家认为，某些星球上一定生活着像人类一样的智慧生命。事实上，科学家通过对落在地球上的一些陨石进行分析，发现太空中存在有机分子，这意味着生命诞生是有可能的。科学家们还提出了“宇宙绿岸公式”，企图通过数学推理的方法，计算出可能存在智慧生命星球的数量。我们知道，银河系中约有2000亿颗恒星，科学家利用绿岸公式计算出，银河系中可能拥有高智慧生命的天体数为2484个。
为了寻找地外的智慧生命，地球人做了许多努力。20世纪70年代，美国执行了著名的“奥兹玛计划”，即监听从遥远的恒星传来的电波，希望能听到外星文明的声音，但至少到目前为止，什么也没听到。
1972年3月和1973年4月，美国先后发射了“先驱者10号”和“先驱者11号”空间探测器，它们各自携带了一张“地球名片”飞向宇宙。“地球名片”其实是一张星际问候卡，由镀金铝板制成，可以保存几十亿年，上面刻着地球在太空中的位置，还绘有代表地球人类的男女图像。
1977年8月和9月，美国先后发射了“旅行者1号”和“旅行者2号”空间探测器，它们各带着一张被称为“地球之音”的特别唱片驶向了太空。唱片可以保存10亿年，上面有我们精心制作的详细的“自我介绍”，包括115张照片和图表，35种大自然及人类活动的声音，27首世界名曲，近60种语言的问候语。