第一章
航空器和航天器
航空器泛指在大氣層內飛行的飛行器，它們必須依靠空氣產生上升和飛行的空氣動力，其發動機利用大氣中的氧氣工作。目前世界上已經研製成功的航空器主要有飛機、飛艇、滑翔機、旋翼機、直升機、撲翼機和氣球。
飛機按《中國大百科全書》航空航天卷所下的定義是：“由動力裝置產生前進推力，由固定機翼產生升力，在大氣層中飛行的重於空氣的航空器。”因此，無動力裝置的滑翔機、以旋翼作為主要升力麵的直升機以及在大氣層外的航天飛機都不屬於飛機的範圍。然而在日常生活中，許多人都習慣地將氣球和飛艇以外的航空器泛稱為飛機。
飛艇是一種有推進裝置、可控製飛行的輕於空氣的航空器。它是由一個巨大的流線型艇體、一個位於艇體下的吊艙、一個起穩定控製作用的尾翼和推進裝置等組成的。艇體內的氣囊內充以密度小於空氣的氫氣或氦氣等浮升氣體，借以產生浮力使飛艇升空。
滑翔機是一種沒有動力裝置，重於空氣的固定翼航空器。它可由飛機拖曳輔助起飛，也可用絞盤車或汽車牽引起飛。滑翔機在上升氣流中可像雄鷹展翅那樣平飛或上升，專業人員管這種狀態叫作翱翔。在無風情況下滑翔機主要依靠自身重力的分量獲得前進的動力，這種損失高度的無動力下滑飛行的專業術語叫作滑翔。
旋翼機的旋翼沒有動力裝置驅動。它是在動力裝置提供的拉力作用下前進的，迎麵氣流吹動旋翼像風車似的旋轉，從而產生升力。有的旋翼機還裝有固定小翼麵，由它提供一部分升力。
直升機是一種由發動機驅動旋翼旋轉而產生升力和拉力的航空器。
撲翼機是一種機翼能像鳥和昆蟲翅膀那樣撲動的重於空氣的航空器。撲動的機翼既產生升力又產生向前的推動力。由於設計撲翼機所遇到的控製技術、材料和結構方麵有許多一直未能解決的難題，所以，盡管從1930年就曾試飛成功過撲翼機模型，但它至今仍停留在模型製作和設想階段。
氣球是一種無推進裝置的輕於空氣的航空器。它由巨大的氣囊和吊艙組成。氣囊內充以密度小於空氣的浮升氣體，通常以氫氣和氦氣居多，使氣球升空。
航天器泛指在大氣層外的太空中飛行的各類飛行器。目前世界上的主要航天器有人造地球衛星、宇宙飛船、空間站、航天飛機以及空間探測器等。其中航天飛機是第一種跨大氣層飛行器，既能在大氣中飛行(滑翔)，也能在太空中飛行。由於它主要活動是在太空，因而歸於航天器之列。航天器種類繁多，用途各異，形狀千差萬別。有的航天器不帶主動力裝置，有的則帶有大型發動機。但大多數航天器為了保持軌道高度或特定姿態，往往帶有許多個小型火箭發動機或高壓氮氣噴管。推力大者幾噸力，小者幾牛頓甚至幾達因。航天飛機除三台主發動機外，還有多達49個各種小發動機，用於軌道保持、軌道變換、返回製動、姿態控製等。
人造地球衛星是一種環繞地球在空間軌道上運行(至少一圈)的無人航天器。按照用途分成科學衛星、技術試驗衛星和應用衛星等三類。科學衛星用於科學探測和研究，主要包括天文衛星和空間物理探測衛星。技術試驗衛星用於新技術試驗或為應用衛星進行試驗。應用衛星用以直接為軍事或國民經濟服務。應用衛星按基本工作特點分類可分為數據中繼衛星、導航定位衛星和遙感衛星；按具體用途可分為通信衛星、氣象衛星、環境監測衛星、偵察衛星、導航衛星、測地衛星、地球資源衛星以及截擊衛星和多用途衛星等。
空間站是可供多名航天員巡訪、長期工作和居住的載人航天器。又稱軌道站或航天站。在航天站運行期間，航天員的替換和設備物資的補充可由載人飛船或航天飛機運送，物資設備也可由無人航天器運送。
宇宙飛船是一種能保障宇航員在外層空間生活和工作，並能安全返回地麵的航天器，又稱載人飛船。它的容積較小，受到所載消耗性物資數量的限製，不具備再補給能力，運行時間有限，不能重複使用。
航天飛機是一種可重複使用的，往返於地球表麵和近地軌道之間運送有效載荷的飛行器。通常由火箭推進，在軌道上運行時可在有效載荷和乘員配合下完成多種任務。返回地麵時能像滑翔機或飛機那樣下滑和著陸。
空間探測器是對地球以外的空間環境、月球、行星等天體以及宇宙進行探測的無人航天器。它包括月球探測器、太陽探測器、彗星探測器、行星探測器以及宇宙探測器(如美國的哈勃望遠鏡)。
航空器和航天器都屬於飛行器，與二者並列的飛行器還包括火箭。火箭是一種靠火箭發動機噴射工質而產生反作用力推進飛行的飛行器。它自身攜帶全部推進劑，不依靠外部環境(如大氣)產生推力或升力，所以既可以在大氣層中飛行，也可以在大氣層外的太空中飛行。根據推進劑和工質的不同，火箭可分為化學火箭，它采用化學推進劑，如液氫和液氧、液氧和煤油等；電火箭，用電能加熱工質產生高速噴射流；核火箭，用核能加熱工質產生高速噴射流。按用途火箭可分成三大類：玩具火箭、探空火箭和運載火箭。
玩具火箭在中國古代就已有之。像兒童們喜愛的“地老鼠”、“躥天猴”屬於玩具火箭。探空火箭是將專門儀器設備發射到高空進行高空物理學、氣象學研究和新技術試驗的小型火箭。它可采用固體推進劑或液體推進劑，可以是單級，也可以是多級。許多國家研製探空火箭已形成完整的係列，小的可發射幾千米高，大的可發射到數千千米高。探空火箭是一次性使用。發射升空並達到最大高度後，裝儀器設備的頭錐部由降落傘回收。
運載火箭是將有效載荷發射到預定地點或軌道的大型火箭。有效載荷是爆炸物(彈頭)的運載火箭稱火箭彈(無製導)或導彈(有製導)。導彈的種類、型號極多。導彈可按多種特點分類。典型的一種分類方式是按發射點和目標點位置分類，包括地地導彈、潛地導彈、艦地導彈、岸艦導彈、艦艦導彈、地空導彈、艦空導彈、空空導彈。
如果火箭的有效載荷是人造衛星等航天器，則稱航天運載火箭或簡稱運載火箭。目前，美國、俄羅斯、歐洲、中國等都已研製並形成了從低軌道到高軌道，從小載荷到大型載荷的航天運載火箭係列。已經研製成功的運載火箭最大者能將120噸的航天器發射到近地軌道，能將488噸有效載荷送往月球。
新興太空城——空間站
空間站，又稱“航天站”、“軌道站”、“太空站”，是一種長期運行在軌道上、具備一定試驗條件、可供多名宇航員生活和工作的載人航天器。空間站在軌道運行期間，用宇宙飛船或航天飛機接送宇航員、運送物資和設備。
空間站像個家
空間站通常由對接艙、氣閘艙、軌道艙、生活艙、後勤服務艙、專用設備艙和太陽能電池等幾部分組成。對接艙有多個對接口，其中一部分對接口用於停靠接送宇航員和運送物資的航天器，另一部分對接口為對接新艙體以擴大空間站做準備。氣閘艙是宇航員在軌道上出入空間站的通道。軌道艙是宇航員在軌道上的主要工作場所。生活艙是宇艙員進餐、睡眠和休息的地方。後勤服務艙裝有推進劑、水、氣源和電源等設備，為整個空間站服務。專用設備艙是根據飛行任務而設置的安裝專用儀器的艙體，它也可以是不密封的構架，用以安裝暴露於空間的雷達和天文望遠鏡等儀器設備。太陽能電池安裝在空間站艙體的外側或桁架上，為空間站提供電力。
空間站擴大了航天技術應用、空間資源開發的範圍和規模，對國民經濟、軍事和科學研究均有重大意義。已經實現的用途有：醫學和生物學研究，地球資源勘測和國土普查，軍事偵察和大地測量，微重力環境條件下生產新材料的試驗，微重力環境條件下高效、高純藥物生產試驗，以及天文觀測等。
從“禮炮”到“和平”
前蘇聯於1971年4月19日發射的“禮炮-1”號，是世界上第一個試驗空間站。
1973年5月14日，美國發射了“太空實驗室”空間站，它利用“阿波羅登月計劃”的剩餘物資——“土星-5”號火箭第三級改造而成，是第一個實際投入並長期使用的空間站。在完成使命後，於1979年7月11日墜入大氣層燒毀。
前蘇聯的第一個實用型空間站是1977年9月29日發射的“禮炮-6”號，它有兩個對接口，可同時與兩艘飛船對接，組成軌道聯合體。1982～1991年間在軌道上運行的“禮炮-7”號空間站，接待過11批共28名宇航員。
在“禮炮”係列空間站的成功經驗基礎上，前蘇聯於1986年2月發射了“和平”號空間站核心艙，它有6個對接口，兩個用於對接運輸飛船，4個用於對接其他專用艙體。其後，邊使用，邊擴展，直到1996年4月，“和平”號最後一個艙段完成組裝。此時的“和平”號是一個總重116噸(包括一艘“聯盟TM”飛船)、總容積470立方米的龐然大物。但由於資金缺乏、維護欠佳，“和平”號事故不斷。世紀之交，俄羅斯一度準備讓“和平”號空間站的軌道逐步降低，一直降到402千米的高度，然後由地麵控製中心向它發送最後的指令，進入地球大氣層自毀。沒有燒毀的空間站部件將安全地墜入太平洋。