1961年4月21日清晨，在前苏联中部的拜科努尔宇航中心，加加林怀着激动的心情，登上了“东方”1号飞船。上午9点零7分，飞船起飞了。在飞船达到最高速度时，加加林已经适应了失重的环境。他在飞船里吃着食物，并观察舱内的仪表，认真地做着记录，并拍照。在飞船的生活舱内，温度比较适宜，只有20℃左右，气压和地面上一样。在轨道上飞行了一圈，准备返回地面。在返航的时候，加加林启动了装在机械舱内的制动火箭，使飞船减速，然后控制火箭喷射气体的方向，使飞船脱离轨道，飞回地球。上午10点25分，飞船在北非上这是“东方1号”舱内的尤里·加加林空进入大气层的时候，加加林把机械舱甩掉，使它坠入大海，剩下生活舱用高速降落。在距离地面7700米时，加加林和他的座椅一起被弹射出来，3顶彩色降落伞慢慢张开。当下降到4400米的时候，加加林脱离开座椅，慢慢地飘落到地面上。
随着加加林的升空，揭开了人类征服月球、征服宇宙的新纪元。太空探险已成为令全世界瞩目的头等大事。十分不幸的是，1968年3月27日，年仅34岁的加加林在一次飞行中不幸遇难身亡。他的名字将永远记载在人类征服宇宙的史册上。
美国的“阿波罗”登月工程
“阿波罗”工程是指美国于20世纪60年代至70年代初组织实施的载人登月工程。实施这一工程的目的，是实现载人登月飞行和人对月球的实地考察。“阿波罗”工程在世界航天史上具有划时代的意义。工程始于1961年5月，至1972年12月第6次登月成功结束，历时11年，共耗资255亿美元。整个工程组织了2万家企业、200多所大学和80多个研究单位，共有30多万人参加。
“阿波罗”17号飞船降落月球表面为了登月，方案论证了飞船登月飞行轨道和确定载人飞船的总体布局。从“阿波罗”号飞船的3种飞行方案中选定月球轨道交会方案，确定由指挥舱、服务舱和登月舱组成的飞船总体设计方案。“阿波罗”号飞船使用大推力的“土星”5号巨型3级运载火箭作为飞船登月的运载工具。1969年7月20～21日，美国首次实现人类登月的理想。此后，美国又相继6次发射“阿波罗”号飞船，其中5次成功，总共有12名宇航员登上月球。
世界上第一个登上月球的人是美国的阿姆斯特朗。阿姆斯特朗，1930年8月5日生于俄亥俄州瓦帕科内塔。他原是海军飞行员，毕业于珀杜大学的航空技术专业，因此有很高的专业知识。1962年他被选为宇航员，经过专门训练之后，于1966年3月16日与另一位宇航员斯科特合乘“双子星座”号飞船进入太空。他们在围绕地球飞行4圈之后与“阿金纳”目标飞行器会合，完成了飞船在太空的对接任务。
1969年7月，阿姆斯特朗被任命为“阿波罗”11号飞船的指令长，与登月舱驾驶员E·E奥尔德林和指令舱驾驶员M·柯林斯完成了人类历史上首次登月飞行。7月20日格林威治时间20时17分，他与奥尔德林在月球静海西南角着陆。7月21日格林威治时间2时56分，他在月球表面迈出人类的第一步。他说：“对一个人来说，这是一小步，对人类来说这是巨大的一步”。19分钟后，奥尔德林也踏上月球表面。他们在月球上采集了22千克岩石和土壤样品，在月球表面共停留21小时36分，然后自月面起飞，返回地球。
空间站——建在宇宙空间的实验室
空间站是一个大型的、载人的、在太空能长期运行的人造卫星，是环绕地球运动的半永久性空间基地。空间站是整个航天体系中的重要组成部分。它可以接送来往的人员和物资，并担负通信任务；可以对其他航天器进行后勤保障、维修与保养；可以作为发射平台，把新的人造天体送入太空；也可以利用太空的特殊环境从事科学研究，进行材料加工，完成对地监测、资源勘查、天气预报以及天文观测等任务；还可以与其他航天器在太空对接，组合成更大的轨道联合体，为宇航员在太空长期工作和生活创造良好的条件。
空间站用途很广，鉴于太空中的高真空、高纯净、微重力和高位置，它在科学研究、国民经济和军事上都有重大价值。
1971年，苏联首先将世界上第一个空间站——“礼炮”1号送上了轨道。不甘落后的美国也在1973年发射了天空实验室空间站。截至2000年底，已经有9个空间站先后在太空遨游，先后已有190多位宇航员在空间站上生活和工作，成为名副其实的航天人。
第一位实现太空行走的宇航员
1965年3月18日，前苏联宇航员别里亚耶夫和列昂诺夫乘“上升”2号宇宙飞船进入轨道飞行。在这次仅有1昼夜2小时的航天飞行中，宇航员列昂诺夫创造了离开飞船到敞开的太空行走的新纪录。
当“上升”2号飞船进入轨道飞到第三圈时，列昂诺夫穿着宇航服，系上拴在飞船上的安全带，打开密封舱舱盖，慢慢地飘浮到舱外空间，离开飞船5米，在太空深渊飘翔24分钟，试验了太空安装作业。第一次太空行走的成功，预示着人类进行空间活动的广阔前景。
太空握手——交会和对接
交会是指一个航天器与另一个航天器在同一时间以相同速度到达同一空间位置，即两个航天器会合在一起。航天器在轨道上交会的过程分为三个阶段：远程导引阶段、近程导引阶段和停靠阶段。
对接是指受控航天器通过对接装置与对接航天器相互接触，并通过对接机构将二者连接为一个整体的过程。
人们掌握了这项技术，就可以把巨大而沉重的物体分批送入太空，再组装起来，像搭积木一样把一个个的舱体组合成一个大的整体。
1975年7月18日，美国“阿波罗”号飞船与前苏联的“联盟”号飞船在大西洋上空对接成功，进行第一次联合飞行。两国的宇航员互相访问对方的飞船，互致问候。这次对接成功表明国际合作开发太空时代的来临。
美国“天空实验室”
1979年盛夏，时值国门刚刚打开，神州大地一时盛传这样的紧急通知：有一个离轨的外国航天器将于几日内坠毁，并有可能坠落在我国境内，要求大家密切注意情况，并协助保护好现场云云。好奇与担忧的心情一时遍于国中。没过几日，这位不速之客终于在南印度洋和澳大利亚西部地区人烟稀少的地带坠落，时间是7月12日。它就是名噪一时的“天空实验室”。“天空实验室”是美国建造的大型载人轨道空间站，它于1973年5月14日发射，曾先后接待了3批9名宇航员，考察了长时间的空间飞行对人体心理和生理的影响，探测了太阳、彗星的种种奥秘，拍摄了2000多张地球资源照片，在取得累累硕果后，于1974年2月关闭停用。由于它位于空气十分稀薄的435千米的高空，预计可运行到1983年，而结果却提前4年坠毁了。这是为什么呢？原来是太阳黑子作的怪。设计者也许疏忽了一点：1983年前要遇到一次太阳黑子高峰年。此时，由于太阳黑子活动的加剧，导致整个地球大气层上涨，这样，“天空实验室”的轨道就陷入较稠密的大气之中，它很快就因精力衰竭而“夭折”。
航天飞机如何升空
我们知道，普通的飞机都是依靠空气动力学的原理在地球的大气层中飞行的。而航天飞机能够飞出地球的大气层到宇宙空间去遨游，同时又能像普通飞机一样降落在机场。
航天飞机其实是火箭和飞机的结合体。航天飞机的下部是助推火箭和燃料箱，它的上部是一个形状像架大型喷气式客机的轨道器。轨道器分为前、中、后三段。前段的乘员舱是宇航员起居活动的地方；中段是装载航天飞机携带物品的运载舱；后段的装置为轨道器提供动力。
航天飞机的上天并不只是简单的起飞或发射，而是要分三个步骤。刚开始，它像火箭一样竖在发射台上，随着一声指令，助推火箭和轨道器发动机同时点火，飞机直刺苍穹，到五六十公里的高空时，助推火箭燃烧完毕，自行脱落。接着航天飞机依靠主发动机继续冲向高空。当航天飞机到达预定轨道附近时，燃料箱用尽燃料，坠入大气层，主发动机停机，轨道器正式进入太空轨道飞行。进入太空轨道的航天飞机可以开始由宇航员执行各种任务。航天飞机的运载舱可以携带多颗人造卫星，直接将它们放入各自的轨道；它的机械臂还能抓住那些已失控的或出故障的卫星，让宇航员修理好放回空中，或将有的卫星带回地球；宇航员可以在机体内从事各种太空实验，也可以走出航天飞机进行太空行走；航天飞机还能与正在轨道上的空间站实现对接，为它们提供给养和替换宇航员……航天飞机垂直升空、水平降落航天飞机每次上太空执行任务，总给人“虎头蛇尾”的印象。它挟着浓烟和烈焰，在震耳欲聋的轰鸣声中升空。返回地面时，却像滑翔机一样无声无息地降落，还不如一架大型客机降落时热闹呢！根据前面的介绍，我们可以注意一下发射时的航天飞机：它身上绑着比自己还要大的外燃料箱，还有两枚助推火箭。在这些“贤外助”的帮助下，航天飞机先上升到几十千米高空，扔下两枚耗尽燃料的助推火箭（它们用降落伞回收后重复使用）。再上升到100多千米高度时，又抛弃庞大的外燃料箱，这时航天飞机本身的发动机才足以把它送上几百千米高的轨道。航天飞机挂了那么多“外挂”，当然无法像飞机那样水平滑跑起飞，而且它受到的空气阻力也远远超过大型飞机。再说火箭发动机又是急性子，只能短时间工作。因此，航天飞机必须在最初一二分钟里垂直上升，尽快冲出稠密的低层大气。当它返航时，早已摆脱了累赘的外挂物，就能像滑翔机一样飘然降落。
用能够重复使用的航天飞机发射卫星，比用一次就报废的传统运载火箭便宜。但航天飞机只能在造价昂贵的发射台上升空，每次飞行后要重新装配，不能在短期内重复使用。所以在21世纪，它将被更先进的空天飞机所取代。
哈勃空间望远镜
哈勃空间望远镜是最先进的天文望远镜，重12吨，运行在高587千米的地球轨道上。在1990年被送入太空后，发现由于制造失误，导致望远镜的成像模糊，太阳能电池板也有故障，使得哈勃空间望远镜不能充分发挥作用。
1993年12月2日至13日，美国“奋进”号航天飞机上的7名宇航员进行了艰难的太空操作，成功地修复了哈勃空间望远镜。宇航员操纵航天飞机上的机械臂，将“哈勃”拉进货舱，并固定住。修复“哈勃”是在敞开的货舱中进行的，需要宇航员以太空行走来完成。宇航员分成两组轮流到平台上工作，为“哈勃”更换了11个部件，共在太空中行走了5次，在开放的空间共逗留35小时28分钟，创造了航天史上的新纪录。
这次行动开创了人类在太空修复大型航天器的先例，对于远征火星或其他航天活动来说，在太空中修复和组装航天器具有特殊的作用，在航天技术上具有重要意义。
国际空间站——航天史上的杰作
已经开始动工建造的、迄今为止最大的航天器——国际空间站，是航天史上最伟大的杰作，代表了当今人类航天技术的实力和水平。
国际空间站采用桁架式结构，其结构之复杂和规模之大令人咋舌。它在长达1085米的桁架上安装有太阳能电池帆板和散热器，其中心部分是居住舱、实验舱，它们是由美国制造的。此外，还有俄罗斯制造的服务舱、研究舱和太阳能电池帆板，日本的实验舱、欧空局的哥伦布轨道设施和加拿大的移动服务系统。空间站宽度达884米，几乎有足球场那么大，相比之下，与其对接的航天飞机犹如一个足球。国际空间站重472吨，太阳能电池帆板面积为4000平方米，覆盖的面积超过两个足球场，当它划过夜空时，将像钻石般晶莹剔透，可以用肉眼直接看到。
国际空间站的部件有100多个，需要多次发射升空，并在太空将它们组装起来。预计美国航天飞机和俄罗斯运载火箭共需发射45次，宇航员要进行舱外活动1100小时，其技术难度和风险是巨大的。建成后，空间站上可居住6～7名宇航员，可以在太空运行10年。它的轨道平均高度为350千米，运行时速为28万千米，绕地球一圈只用90分钟，运行期间可看到地球总表面积的85％。
国际空间站的建站计划长达10年，分为三个阶段。1994年到1998年6月为第一阶段，主要是完成技术攻关和建站的一系列准备工作。1998年6月至1999年6月为第二阶段，进行主要装置的发射，建成核心部分，可具备3名宇航员在轨工作、开展科学研究的能力。此阶段共需进行15次发射。从1999年7月到2003年12月为第三阶段（现在已推迟到2006年），这阶段将全面完成所有装配任务，将美、俄、加、欧空局、日制造的各种舱段和桁架结构按顺序发射并组装起来，还能具备6～7名宇航员在轨工作的能力。此阶段共需发射30次。建成后，它将成为真正的太空研究试验机构。
