继人类将人造卫星送入太空中后，前苏联宇航员加加林进行了首次太空飞行并获得圆满成功。从此，开始了人类载人航天的新时代。虽然从技术上看，载人太空飞行是人造卫星和洲际导弹之后的逻辑发展，但由于美苏两国在冷战时期开展了太空竞赛，双方为在世界上获得更大的政治利益和宣传效果，在很大程度上加速了载人太空飞行计划的制定、实施和取得成功。
载人航天
载人航天是指人类驾驶和乘坐载人航天器在太空从事各种探测、试验、研究、军事和生产的往返飞行活动。载人航天的目的在于突破地球大气的屏障和克服地球引力，把人类的活动范围从陆地、海洋和大气层扩展到太空，使人类更广泛和深入地认识地球及其周围的环境，更好地认知整个宇宙。
载人航天面对的挑战
载人航天要解决许多高超的技术问题。其中包括怎样把人安全地送上天完成航天飞行任务后还要由地面指挥它顺利地再进入大气层，最后安全返回地面。要确保整个航天过程安全可靠，至少要在多方面的问题上获得圆满解决才有可能。
载人航天的特殊意义
如果有了人类在太空活动，就可使航天技术如虎添翼，充分发挥人类的智慧与技能，解决无人太空活动的航天技术上些难题。而人类有独特的能力，如应急的判断力，创造力和主动的维修及调控功能，人类有知觉和感觉，如视、听、触和运动感觉、有冷、热、嗅觉和平衡感等。人对信息处理和观察外界变化非常主动，还有认识能力，以及联想、总结、分析和综合记忆力等，其中有些是电脑不能代替的。
国力的体现
发展载人航天能体现一个国家综合国力；当今世界各发达国家在发展战略上都把综合国力的增强作为首要目标其核心是发展高科技，而高科技的主要内容之一就是载人航天。当一个国家把自己的航天员送入太空时，可向世界充分展现其强盛的综合国力，也将增强该国民众的民族自豪感，振奋民族精神增强了全民的凝聚力。
载人飞船的分类
飞船按其用途分为三大类，即：不载人实验飞船（如我国的神舟1号-神舟4号）、载人飞船（如前苏联的“东方”号、“联盟”号）和货运飞船（如俄罗斯的“进步”号）。如果按其飞行轨道分，飞船又可以分为卫星式飞船、登月飞船和行星际飞船。
所谓不载人试验飞船是为了确保载人上天的安全而研制的一个过渡型飞船，它的技术状态，也就是说它的结构形式，设备状况都与载人飞船基本一致，其目的是探测太空环境，考察船内环境能否适应航天员的需要并且是否安全可靠，试验飞船从发射，轨道运行和返回着陆整个过程中飞船的防护能力以及进行一系列有关技术试验等。如我国从1999年开始相继发射的“神舟”1号至“神舟”4号都属于不载人试验飞船的范畴。
载人飞船是在不载人试验飞船多次实际发射的基础上，经过改进完善的最终产物。它是真正地用于天地往返的一种载人运输工具。
货运飞船则比上面两种飞船结构简单，它主要的作用就是给空间站上的航天员运送必要的物资，如水、燃料食物以及氧气等。由于这种飞船上不载人，所以就没有返回着陆系统和生命保障系统，是一次性使用的飞船。如俄罗斯的“进步”号就是一艘货运飞船。
卫星式飞船，它的运行轨道像人造卫星一样，是绕地球飞行的飞船。目前大部分宇宙飞船都属于这样的范畴，但“阿波罗”号飞船除外。
登月飞船，顾名思义，就是指专为登月而设计的载人飞船。如美国的“阿波罗”11号载人飞船。1969年，美国宇航员乘坐“阿波罗”号宇宙飞船，成功地登上了月球，实地进行考察，并带回来了岩石和土的标本。从此人们对月球有了更清楚的了解。
航天员
乘坐航天器进入太空飞行的人员为航天员。航天员有职业和非职业两类，一般分驾驶员、任务专家和载荷专家，或指令长、驾驶员、随船工程师、飞行工程师。
近年来出现了以旅游为目的的游客航天员。航天员是开拓太空之路的先锋，作为一名航天员需要具有崇高的献身精神、高深的学识水平、非凡的工作能力、优秀的环境耐力、良好的心理素质和健康的身体条件。
既然人类一定要进入太空，那么，
一个人具备什么条件才能成为航天员呢？要成为航天员，首先要有良好的身体素质，因为航天员在进人太空或返回地面的过程中，要克服航天器飞行时的力学环境，太空的物理环境和航天器的狭小空间环境等特殊环境下的重重困难，适应这种环境的考验，航天员的身体和综合素质十分重要。因此，有幸成为航天员的人可谓凤毛麟角。
为确保航天员具有优良的身体素质，生理机能选拔是极为关键的。生理机能选拔主要是挑选人体各脏器和系统基本生理功能优良者，生理机能选拔内容包括心血管和肺功能检查，中枢神经系统功能检查，听觉功能检查，视觉功能检查以及内分泌和免疫功能检查等。
航天员的心理和精神状态对于航天任务务的完成有着极大的影响，特别是对于长期飞行以及多人的乘员组，其心理素质的选拔是非常重要的。航天员们身处的环境是恶劣，封闭和隔绝的，而且还要面对太空中那些难以预测的风险没有超平寻常的“坚强神经”是不可能在这种环境中完成规定任务的。
在航天过程中要遇到各种特殊环境因素，如超重、失重、低压、缺氧、高低温、振动、噪声、辐射、隔绝等。在航天员的选拔过程中，要淘汰那些对特殊环境因素敏感和耐受能力差的人，挑选耐力和适应性优良者。
随着载人航天的发展，航天员正在扩大到许多不同的行业，如科学家、工程师、医生、教师、记者、政治家、管理人员以及太空观光旅游者。
航天员是一种在空间从事航天活动的特殊职业的人，他们要在特殊的环境条件下，在航天器的舱内外完成飞行监视、操作、控制、通信、维修以及科学研究等特殊的工作任务，并能正常的生活。这就要求必需对他们进行严格的训练，使他们具备优良的生理和心理素质，对航天特殊环境因素有很强的适应能力，并熟练掌握航天器和完成飞行任务所应具备的各种知识和技能。
强化身体素质是航天员在训练过程中是必不可少的。苏联就曾为了准备阿波罗一联盟计划，要求其航天员在年半的训练时间内，骑自行车1000千米，滑雪3000千米，越野跑步200多千米。美国休斯敦航天中心，为提高航天员耐力，曾让航天员穿上80千克重的航天服，在炎热的佛罗里达沙漠中，每天步行30千米。
除了体质的训练，航天员为了准备一次飞行还需要掌握大量的理论知识这些理论知识包括基本的航天知识，飞行任务和航天器结构，航天医学工程知识以及空间知识和应用的有关知识等。
为了提高航天员对特殊环境因素的适应性和耐受力，需要对航天员进行航天特殊环境因素的暴露和刺激如超重、失重、器官的刺激、噪声高低温等。
太空武器
太空武器大部分是新概念武器，主要有四个种类。
“利剑”——激光武器：用激光作武器的设想是基于激光的高热效应。激光产生的高温可使任何金属熔化。以直线射出的激光，延时完全可以忽略，也没有弯曲的弹道，因此不需要提前量，简直可以指哪打哪。另外，激光武器没有后坐力，可以迅速打击目标，还可以像机枪一样进行单发，多发或连续射击，激光武器的本质就是利用光束输送巨大的能量，与目标的材料相互作用，产生不同的杀伤破坏效应，如烧蚀效应、激波效应、辐射效应等。正是靠着这几项神奇的本领，激光武器成为理想的太空武器。
“长矛”——粒子束武器：它是利用粒子加速器原理制造出的一种武器。带电粒子进人加速器后就会在强大的电场力的作用下，加速到所需要的速度。这时将粒子集束发射出去，就会产生巨大的杀伤力。粒子束武器发射出的高能粒子以接近光速的速度前进，用以拦截各种航天器，可在极短的时间内命中目标，和激光武器一样一般不需考虑射击提前量。粒子束武器将巨大的能量以狭窄的束流形式高度集中到一小块面积上，是一种杀伤点状目标的武器，其高能粒子和目标材料的分子发生猛烈碰撞，产生高温和热应力，使目标材料熔化、损坏，从而达到攻击的目的。
“神鞭”——微波武器：由能源系统，高功率微波系统和发射天线组成主要是利用定向辐射的高功率微波波束杀伤破坏目标。微波波束武器全天候作战能力较强，有效作用距离较远，可同时杀伤几个目标。特别是微波波束武器完全有可能与雷达兼容形成一体——化系统，先探测，跟踪目标，再提高功率杀伤目标，达到最佳作战效能。它犹如无形的“神鞭”，既能进行全面毁伤横扫敌方电子设备，又能实施精确打击、直击敌方信息中枢。可以说，微波武器是现代电子战、电磁战、信息战不可或缺的基本武器。
“飞镖”——动能武器：动能武器的原理十分简单。一切运动的物体都具有动能。所谓动能武器，就是能发射出超高速运动的弹头，利用弹头的巨大动能，通过直接碰撞的万式摧毁目标的武器。这里最重要的一点是动能武器不是靠爆炸、辐射等其他物理和化学能量去杀伤目标，而是靠自身巨大的动能，在与目标短暂而剧烈的碰撞中杀伤目标。所以，它是一种完全不同于常规弹头或核弹头的全新概念的新式武器。
随着科学的进步，太空武器必然会发展成国家的保护力量，那时地球又将面临巨大的危险。
空间灾难
自宇宙大爆炸以后，宇宙不断地膨胀，温度不断地降低。虽然随后有恒星向外辐射热能，但恒星的数量是有限的，而且其寿命也是有限的，所以宇宙的总体温度是逐渐下降的。
经过100多亿年的历程，太空已经成为高寒的环境。对宇宙微波背景辐射（宇宙大爆历程，太空已经成为高寒的环境）。对宇宙微波背景辐射（宇宙大爆炸时遗留在太空的辐射）的研究证明，太空的平均温度为-270．3℃。
在太空中，不仅有宇宙大爆炸时留下的辐射，各种天体也向外辐射电磁波，许多天体还向外辐射高能粒子，形成琮宙射线。例如，银河系有银河宇宙线辐射，太阳系有太阳电磁辐射，太阳宇宙线辐射（太阳耀班爆发时向外发射的高能粒子）和太阳风（由太阳日冕吹出的高能等离子体流等）。许多天体都有磁场，磁场俘获上述高能带电粒子，形成辐射性很强的辐射带，如在地球的上空，就有内外两个辐射带。由此可见太空还是个强辐射环境。宇宙大爆炸后在宇宙中形成氢和氦两种元素，其中氢占3／4氦占1／4。后来它们大多数逐渐凝聚成团，形成星系和恒星。恒星中心的氢和氦递次发生核聚变，生成氧、氮、碳等较重的元素。在恒星死亡时，剩下的大部分氢和氨以及氧、氮碳等元素散布在太空中。其中主要的仍然是氢，但非常稀薄每立方厘米只有0．1个氢原子，在星际分子区中稍多一些，每立方厘米约1万个左右。在地球大气层中，每立方厘米含有10个氨和氧分子。由此可见，太空是个高真空环境。
太空环境除有超低温，强辐射和高真空等特点外还有高速运动的尘埃，微流星体和流动星体。它具有极大的动能，1毫克的微流星体可以穿透3毫米厚的铝板。
同时太空也可能会出现些太空灾害，当今摆在我们面前最严峻的问题就是，很多国家的宇航局都在大力研发新的卫星，把这些人造地球卫星一个个的用火箭送到天空上去，从而也会产生一些废弃的人造卫星，当然，有一部分会被回收，但是仍然有很大一部分停留在天空中，造成天空逐步的拥挤，而且这些卫星都是高速运动的，很可能与其他的卫星相撞这样就可能出现危险，现在摆在各个国家眼前的问题就是如何处理这些太空垃圾以及要面对的太空问题。
第一代宇宙飞船“水星号”
“水星”号是美国研制的第一代载人飞船，它是美苏载人航天竞争的产物。飞船外形是圆锥形，高2．9米，底部直径1．83米。顶部直径0．5米，飞船约重1．35吨。
“水星”号飞船由圆台形座舱和圆柱形伞舱组成。在发射时，水星飞船的顶端还有一个高约5米的救生塔。
飞船设计的最长飞行时间为2天。飞船通常由6部分组成：
①逃逸系统：它是针对美国当时的运载火箭可靠性不高而专门设置的该系统由逃逸火箭，逃逸塔和逃逸塔抛射火箭组成。逃逸火箭的推力为2340千克，燃烧时间为1秒。逃逸塔抛射火箭推力为360千克，燃烧时间为15秒。
飞船发射期间，一旦运载火箭发生故障，逃逸火箭在1秒钟内能把飞船从运载火箭上推开75米。若刚离发射台，1秒钟内能推开约38米，当宇宙神助推级分离后便抛弃逃逸系统。
②天线容器：该容器装有指令、遥测和通信天线，两台红外水平扫描器以及制动伞等。制动伞直径1．83米，在6．3千米高空打开。
③回收部件：它设有回收信标，天线和闪光灯辅助设备以及主伞和备用伞等。伞的直径均为19．2米，在305千米高空打开，将飞船降落速度减少到每秒9米。
④座舱：座舱是双层密封的。它设有通信、环境控制系统、仪表、导航设备等。航天员乘坐的躺椅按体型制作可提高航天员对加速度的耐力。舱内环境使用100％氧气，气压为每平方厘米0．63千克，温度保持在10℃～30℃。
⑤反推与分离火箭：在组件内装有反推火箭和正推火箭。反推火箭有3台每台推力450千克，燃烧时间10秒，其中任意两台都能实施安全再入。它能将飞船速度从每小时2．8165万千米降至每小时563千米，从而使飞船离开轨道。
正推火箭也有3台，每台推力180千克，燃烧时间为1秒，当宇宙主发动机燃烧终止，将飞船送入轨道后，正推火箭使飞船与火箭分离，分离速度为每秒6米。
⑥防热层：它主要用于在飞船再入时承受气加热。亚轨道飞行时防热层采用铍，轨道飞行时采用玻璃和树脂混合物。
“水晶”号飞船研制分为两个阶段。其中，第一阶段是试验性的，属于亚轨道飞行。这主要是当时对一开始就直接进行载人绕行飞行的技术还不成熟，所以先进行亚轨道飞行。这一阶段水晶号共飞行了6次。其中有5次成功有2次是载人飞行。第二个阶段是实施载人飞行阶段。从1962年2月至1963年5月相继成功地发射了“水晶”6号一“水晶”9号共四艘飞船。
“双子星座号”飞船
1958年，美国宇航局总部和太空任务小组开始考虑“水星”载人航天计划之后美国的载人航天计划的目标和任务。以吉尔罗斯和费格特为首的太空任务小组对此十分关心。
他们认为这项计划应在“水星”计划完成的任务基础上，主要实现两大目标：载人轨道飞行时间大大延长达到1周以上：实现飞船在轨道上机动，交会和对接。