控制和分系统
航天飞机壳子里面的东西，操作时很多地方不是人能看见它的运动的。由于速度快，稍有差错就会出事，必须操作精确，而且非常可靠。首先，就要保证各系统的可靠。再就是为了保证精确，越来越多的采用计算机，飞机上的操作基本上是计算机化。真正水平起降一次入轨的未来航天飞机上，估计所用的软件大体上达到40万个以上。随着科技水平的提高，软件采用会越来越多。
展望未来，航空和航天越来越接近，将来飞机的速度还要增加，要高超音速飞行，要穿出大气层。
航天技术的重大突破——漂浮的空间站
空间站就是能在太空长期停留的航天器，或称“轨道站”。从前苏联把“礼炮”1号送人绕地轨道后，世界上已发射了三种类型的空间站。另外两种是美国的“天空实验室”和欧洲空间局的“空间实验室”。这三种空间站中的后两种都没有自身动力系统，因此，不能长期停留太空。
空间站的总体结构形式开始时是舱段式的，后来改为多对接口复合式，现已开始向桁架挂舱式发展。目前已上天的空间站实质上都不是永久性的。所谓“永久性空间站”是指在长寿命基础上增加轨道上的替换、补给和维修能力，使空间站的寿命延长到不再需要时为止。
因此，空间站的概念也在不断变革，从“长寿命”（5～10年）到“永久性”（无年限）是航天技术的一大飞跃和突敛，有史以来，空间站上天的并不多，但空间站的重要性促使科学家们对“永久性”空间站的概念不断扩大，已突破了由单一密封舱段组成的整体，发展为一列“太空列车”的航天器群。
空间站的七大用途
空间站一般具有七大作用，主要包括：一是进行科学实验，利用站上各种实验室和舱外平台等设施，进行包括生命科学、生物工程、天文观察、对地探测和空间环境考察等多种空间学科的研究实验；二是开发空间资源，利用空间站得天独厚的有利位置，获得诸如超高空、超洁净、超真空、超无菌、超微重力以及超阳光辐射等地面所不可能具有的自然条件，进行多种生产、科研活动；三是发展空间产业，利用站上所获得的空间资源，进行特种材料加工和医药生产以及种种新产品生产；四是进行高新技术试验，利用站上的特殊环境条件，进行通信、太阳能、空间推进、对地遥感等多种技术领域的实验工作；五是在轨服务，可在站上对本体维修，还可对其他航天器进行维修和设备的更新换代，以及建造大型空间设备等；六是太空驿站，作为飞往月球、火星等各大行星的过渡站、加油站、换乘站、供应站等；七是军事作战，成为外层空间的第四战场指挥中心，可从事各种军事活动、包括侦察、照相、太空兵器发射和试验、指挥控制、协调联络等。
第一座空间站“礼炮”1号
1971年4月19日，前苏联从拜科努尔航天中心，用“质子”号火箭将世界上第一座空间站“礼炮”1号送人了地球轨道。“礼炮”号空间站是为了纪念加加林飞行10周年而命名的。“礼炮”号空间站总长约14米，总质量约18吨，对接舱有个供“联盟”飞船对接的舱口，宇航员由此进出空间站。它的轨道舱由直径各为3米和4米两个圆筒组成，是宇航员工作和生活的场所，舱内气候保持与地面相同。服务舱装有机动变轨发动机和推进剂。
“礼炮”系列空间站一般在离地200～250千米的轨道上运行。自1971年4月至1983年底共发射了7个“礼炮”号空间站。它们的任务是完成天体物理、航天医学、生物等方面的科研计划，并进行地球资源考察和长期失重状态下的技术实验。“礼炮”号空间站的发射成功，开辟了航天器长周期、大型化的新途径。“礼炮”1号上天不久，“质子”号火箭将载有3名宇航员的“联盟”10号飞船送入太空。“联盟”10号飞船虽与“礼炮”1号对接成功，但是“礼炮”1号的舱门无法打开。飞船对接后飞行5．5小时，最后，“联盟”10号只得脱离“礼炮”1号返回地面。
第二代空间站“礼炮”6号
1977年9月29日，前苏联发射了“礼炮”6号空间站。这个空间站有前后两个对接口。在一个与“联盟”号载人飞船对接时另一个可对接停靠“进步”号飞船。“进步”号是专为“礼炮”号空间站运送物资的不回收飞船，可运送2～3吨包括燃料、食物、水和氧气等物资，卸完货后自动脱离空间站，让它再人大气层时烧毁。在4年10个月的运行中，“礼炮”6号先后停靠过16艘“联盟”号载人飞船和12艘“进步”号无人货船，共接待了16批33名宇航员，有的宇航员累计居住时间达676天。“礼炮”6号共完成了120多项科学实验，拍摄了10000多张照片。宇航员还在站上进行了相当复杂的安装修理工作。例如，1979年两名宇航员在太空拆除了一座射电天文望远镜KPT一10的天线；1980年三名宇航员更换了温度调节系统的水泵唧板；1980年两名宇航员创造了连续飞行185天的当时最高记录。这座空间站最后在无人状态下自主工作了8个月，于1982年7月29日再入大气层烧毁。
“礼炮”6号是第二代空间站，它又有了许多新型设备，其中最令人感兴趣的是供宇航员锻炼身体的“航天体育场”。
第三代空间站“和平”号
1986年2月20日，前苏联发射新一代空间站“和平”号进入太空运行，这是前苏联的第三代空间站。它在设计制造上作了许多重大改进；技术更成熟；设施更完善；工作生活条件更好。它的最大特点是6个对接口，可同时和6艘宇宙飞船或航天器对接，组成一个大型轨道联合体，成为未来空间城的雏形。从1987年2月6日“联盟”TM2号飞船与“和平”号对接成功后，3月31日“量子”号天体物理实验飞行器、4月23日“进步”29号货运飞船先后都与“和平”号对接成功，形成了世界上第一次四位一体的轨道联合体。在航天站上，宇航员们开展了多种多样的科学考察和实验工作，进行了地球资源勘察、天文观测、太空物理实验，还进行了太空植物栽培实验，从事了制造生产半导体材料和特种药物，考察了在太空长期飞行对人体的影响，还多次试验了舱外行走、太空安装作业，以及太空轨道转移等千百项科研活动。这些活动为人类进一步利用太空，在太空建立长期生活基地，以至为飞往火星等外星考察提供了极为宝贵的经验和数据资料。“和平”号空间站进行了许多大型科学实验工作，这期间还于1986年5月5日至1986年6月25日进行了航天史上第一次“太空转移飞行”——在“和平”号联合体与“礼炮”7号联合体之间的穿梭飞行，进行了50多天的极其复杂而又十分顺利的空间站之间的往返飞渡。
空间天文台——哈勃太空望远镜
以著名天文学家哈勃命名的哈勃太空望远镜，是迄今发射上天直径最大的望远镜。它总长12．8米，镜简直径4．28米，主镜直径2．4米（连外壳孔径为3米），总质量11．5吨，是一座完整的“太空天文台”。它包括全部自动化仪器设备、口径2．4米的主镜。口径0．3米的副镜、成像系统、计算机处理系统、中心消光圈、主镜消光圈、副镜消光圈、控制操纵系统和图像发送系统，以及由两个长11．8米、宽2．3米，能提供2．4千瓦功率的太阳能电池板、两部与地面通信的地物面天线等。它的心脏部分是光学部分。除此之外，另一重要组成部分就是8台高精尖设施。哈勃太空望远镜可以独立完成许多天文研究工作。
第一，它能够单个地观测星群中的任一颗星；第二，它能研究和确定宇宙的大小和起源、宇宙的年龄、距离标度；第三，它能分析河外星系，确定行星部、星系间的距离；第四，它能对行星、黑洞、类星体和太阳系进行研究，并画出宇宙图和太阳系内各行星的气象图。它使人类观测宇宙的视野扩大350倍，使人类看到宇宙中140亿年前发出的光。
哈勃太空望远镜的8台高精尖设施分为以下6种：
（1）宽视场行星照相机。它灵敏度高，观测波段极宽，从紫外一直到近红外。它不仅可观测太阳系行星，还可对银河系和河外星系进行观测。它发回的行星照片，就像探测器飞到行星跟前所拍摄的一样清晰。
（2）暗弱天体照相机。它是两个既独立又相似的完整天体的探测系统，它能探测到暗至23～29等的星体。
（3）暗弱天体摄谱仪。它可对从紫外到近红外波段的辐射进行光谱分析，又可测算它们的偏振。
（4）高分辨率摄谱仪。它能对紫外波段进行分光观测，能观测到比暗弱天体照相机所探测的暗星还要暗弱，还要遥远得多的天体。
（5）高速光度计。它可在可见光波段和紫外波段范围内，对天体作精确测量，既可确定恒星目标的光度标准，又可进一步识别过去人们已观测到的天体情况。
（6）精密的制导遥感器。共有3台，其中两台用于望远镜定向系统；1台用于天体位置精密测量定位。
太空中的“第一”
发射人类第一颗卫星的火箭
1957年10月4日，在前苏联拜科努尔发射场上，一枚名叫“卫星”号的火箭，发出一声震撼宇宙的巨响，喷出了万丈烈焰，直插云霄。几分钟后，“卫星”号顶部装载的小小银球——“人造地球卫星”1号敲开了宇宙的“天门”，从此掀开了人类航天史的新纪元。“卫星”号火箭是由一枚芯级火箭和4枚侧挂助推火箭并联捆绑而成。全长29．17米，起飞质量267吨，有效载荷1．3吨。为了控制航向，火箭另外安排了12台可摆动的小型游标发动机。火箭发射时，5台发动机同时点火，在飞行中，4枚助推火箭先熄火并分离，芯级发动机继续工作，直到把人造卫星送入轨道。
“东方”号火箭首次把人类送出了地球，时间是1961年4月12日。
前苏联的“东方”号火箭由“卫星”号火箭加一个第三级组成。火箭全长38．36米，起飞质量287吨，有效载荷4．7吨。新研制的火箭第三级称为E级，长约3．1米，直径2．58米，采用两个环形推进剂箱以缩短火箭长度。新E级的优越性体现在仅100千克的发动机能产生高达5×104（4上标）牛的推力，并带有4个姿态控制喷管。
人类首次绕地球飞行
1961年4月13日，世界上第一一艘载人宇宙飞船“东方”1号发射升空。前苏联莫斯科电台同时广播了一则消息：“尤里·加加林少校驾驶的飞船在离地球180～327千米之间的高度上绕地球运行，飞船的轨道与赤道的夹角是64．95度，飞船飞经世界上大多数有人居住的地区上空。”
宇航员加加林这时躺在飞船的弹射座椅上，他正从报话机里描述人类从未见到过的情景：“我能够清楚地分辨出大陆、岛屿、河流、水库和大地的轮廓。我第一次亲眼见到了地球表面的形态。地平线呈现出一片异常美丽的景色，淡蓝色的晕圈环抱着地球，与黑色的天空交融在一起。天空中，群星灿烂，轮廓分明。但是，当我离开地球的黑夜一面时，地平线变成了一条鲜橙色的窄带，这条窄带接着变成了蓝色，复而又成了深黑色。”
这是人类第一次绕地球飞行，具有划时代的意义，同时也需要极大的勇气。1960年5月，“东方”号原型卫星的减速火箭发生点火错误，使卫星在空间烧毁。1961年12月，载人密封舱进入错误轨道，”并在大气层中燃烧，装在密封舱里的两条狗化为灰烬。不过这次却很成功，只发生了通话短时不畅、飞船返回时短时旋转等小问题。加加林划时代的飞行是在当地时间9点7分开始的，绕地球运行了108分钟后，回到了自己的国土上。降落地点是斯梅洛伐卡村，村民们看到加加林头戴一顶白色的飞行帽，身着一套笨重的增压服时，惊讶得目瞪口呆。
1961年4月12日，载有前苏联宇航员尤里·加加林的“东方”1号宇宙飞船发射成功。这是地球人类的第一艘宇宙飞船。这艘飞船重约4．73吨，由球形密封座舱和圆柱形仪器舱组成。座舱直径2．3米，乘坐一名宇航员。舱外覆盖防热层，舱内有维持10昼夜的生命保障系统，还有弹座椅和仪器设备。飞船再入大气层时，抛掉末级火箭和仪器舱。当座舱下降到离地7000米时，宇航员弹射出舱、由降落伞着陆。“东方”号飞船既可自控也可手控，它的轨道近地点为180千米、远地点约222～327千米，运行周期是89分钟。
人类首次太空行走
1965年3月18日，前苏联宇航员列昂诺夫离开“上升”2号飞船密封舱，系着安全带第一次实现了到茫茫太空中行走。人类进入太空飞行后，开始只在宇宙飞船、空间站或航天飞机的密封舱里生活。后来由于空间活动的需要，宇航员穿着宇航服试验到舱外活动。列昂诺夫开创了地球人类太空行走的先例。列昂诺夫穿着一种新型宇航服，内衣是由通心粉状的管子盘成的，管子总长100米。管内流过的冷水能吸去宇航员身上散发的热量，并排放到宇宙空间去。在这种内衣外再罩上许多层外套，套上同样多层的手套，穿上金属网眼靴子，戴上增强树脂盔帽，就能保证到密封舱外安全活动了。
同年6月5日，美国宇航员怀特也走出“双子星座”4号飞船的密封舱，在太空行走了20分钟。
自从实现载人航天以来，宇航员已进行了近百次太空行走。但在1984年以前的60多次太空行走中，宇航员不仅必须穿上特制的宇航服，而且还要使用安全带和供给氧、电的“脐带”与航天器连接在一起，以防在太空中飘走。
太空中出现的第一位金发美女
尼古拉耶娃·捷列什科娃是人类的第一个女宇航员，生于1937年3月6日，是前苏联雅罗斯拉夫尔州人。捷列什科娃从小喜爱体育，是优秀的跳伞运动员。1963年6月16日，捷列什科娃乘“东方”号宇宙飞船升空，开创了妇女航天的先河。这位纺织女工出身的宇航员在宇航归来之后把她的所见所闻记述下来。她写道：“我稳坐在飞船的密封舱内，脑子里装着要拍摄的资料，要完成多种实验的使命和责任。当在太空中看到无比壮观的地球时，我抑制不住内心的激动，提出了延长在太空逗留时间的要求，地面控制中心满足了我的愿望。我绕地球运行了48圈，飞行了70小时50分钟，航程达200万千米。这是我一生中最大的幸福。”为表彰这位女宇航员的功绩，月球背面的一座环形山就以她的名字命名。