航空航天科学技术是20世纪兴起的现代科学技术，自其形成以来，一直汲取基础科学和其他应用科学领域的最新成就高度综合了工程技术的最新成果，并引领许多学科专业的发展，甚至促成了某些专业的形成。
航空航天科技自出现以来就与军事科技有着密不可分的联系，多数航空航天的技术都由军方支持实现。
一、神奇的古代兵器——抛石机
古代最早的炮是石字旁，据说是与石头有关，这种石字旁的炮叫抛石车。抛石车是利用杠杆原理抛射石弹的大型人力远射兵器，它的出现，是技术的进步也是战争的需要，可是它究竟为何有如此大的威力呢？让我们在此一探究竟。
抛石车是一种利用杠杆原理抛射石弹的大型人力远射兵器，春秋时期已开始使用，最初的抛石车结构很简单，一根巨大的杠杆，长端是用皮套或是木筐装载的石块，短端系上几十根绳索，当命令下达时，数十人同时拉动绳索，利用杠杆原理将石块抛出，这就是古代的战争之神了。
据说中国战争史上首次大规模地使用抛石车，是在秦将李信攻打楚国时出现的。当时李信率领的秦军暂时处于上风，可是楚军却秘密准备了大批的抛石车准备御敌。所以当秦军渡河时，楚军突然用抛石车同时发射石块，这时只见无数尖利的石块乌云般砸向秦军，结果导致20万秦军全面溃败。
《三国志》中曹操在官渡之战中使用一种抛石车，因抛石时声音很大，所以命名为“霹雳车”。为史书中最早有记载的抛石装置。而《资治通鉴》中也记载，袁绍在营中堆土成山，建立高楼，向曹营射箭，曹操建霹雳车发射巨石攻击高楼，将其一一摧毁。
抛石车到南北朝后期，发展成为一种舰用水上拍竿。隋灭陈的荆门水战中，隋舰在前后左右装有六座巨大的拍竿，高可达16米多，击沉陈军战舰十余艘，威力惊人。
而到了隋唐以后，抛石车成为攻守城的重要兵器。
但宋代较隋唐更有进一步的发展，不仅用于攻守城，而且用于野战，不仅抛射石弹，而且抛射燃烧或爆炸弹。
到南宋末年，蒙古攻占襄阳中，就首次使用半自动投射的襄阳炮了。这种抛石车在杠杆后端挂有一块巨大的铁块或石块，平时用铁钩钩住杠杆，放时只要把铁钩扯开，重物下坠，就能抛出石弹。由于人力需求较少，此炮比旧式前辈威力大得多，射程也更远，攻襄阳时，曾抛射近90千克的石弹，将地面砸出2米多深的弹坑。
一场由抛石车导致的攻守变革终于在北宋末年爆发了。这场变革是由当时地处北方的金国发出的。正是这个塞外民族，凭借草原民族的骠悍气魄，极大的促进了抛石车的应用，使万炮齐鸣于中原大地。
据记载，金军在灭亡北宋的汴京之战中，一夜之间架设抛石车五千余座，以汴京长达25千米的外墙，每千米还要分得50座。金军为了搜集足够的石弹，将汴京附近的石制品洗劫一空。攻城时，先将护城河填平，而后万炮齐发，再辅以大量强弩，一举击溃守城部队的部署，进而出动与城墙等高、可容纳80人的巨型攻城车——对楼展开登城战。量变到质变，大量抛石车的运用促发了全新战术的诞生，其流星雨般猛烈地打击令戒备森严的城防完全无法招架。
针对这种新战术，提出系统城防思想的是南宋初年一位叫做陈规的杰出文官。此人亲身体会到抛石车对攻防双方的巨大影响。并凭借着过人的谋略，屡屡在各城挫败为数众多的金军，奠定了其作为那个时代城防第一人的历史地位。陈规所撰写的《守城录》，至今仍是中国古代最著名的兵书之一。
二、雷霆之怒——古代的火药兵器
史载，北宋末年，中国的火器专家们制造出了陶制和铁制的“震天雷”和竹质管形“突火枪”。这两种火器在战争中主要用于攻坚或守城。其爆炸威力较大，声音巨大，不仅能杀伤敌人，而且能在声势上起到威吓敌人的目的。
1126年，宋朝大将李纲守开封时，就曾用震天雷等火器击退金兵的围攻；1132年，陈规守德安，抵御李横时就使用了“以火药炮”制造的“长竹杆火枪”二十余条，长竹杆火枪稍加改进就是突火枪。据记载，在1259年，今安徽寿春地区就有人制成突火枪。在《宋史·兵志·器甲之制》中说，突火枪“以巨竹为筒，内安子窠，如烧放，焰绝石子窠发出，如炮声，远闻百五十余步”。攻金的蒙古军队惟畏惧震天雷和突火枪二物。
震天雷是一种火炮，是陶或铁壳类的爆炸性兵器。点燃火药后，蓄积在炮内的气体压力增大，爆炸时威力巨大，能穿甲铁。《金史》这样描述道：“火药发作，声如雷震，热力达半亩之上。人与牛皮皆碎迸无迹，甲铁皆透”。震天雷就是今天炸弹的前身。
突火枪又名突火筒，一般由竹筒制成，内置子窠。火药点燃后产生强大的气体压力，把“子窠”射出去。“子窠”就是原始的子弹。突火枪开创了管状火器发射弹丸的先例。突火枪就是现代枪炮的前身。突火枪等管状火器的发明是武器史上的一大飞跃。
震天雷和突火枪这些火器都离不开火药，火药的出现促成了这些火器的诞生。
三、水下幽灵——潜艇
潜艇，又叫潜水艇，是主要在水面下进行战斗活动的军舰。以鱼雷或导弹等袭击敌人舰船和岸上目标，并担负战役侦察。潜艇之所以能够发展到今天，是因为它具有隐蔽性好、突击力强、续航力大和自给力强，并能远离基地独立作战等突出特点。
17世纪初，居住在英国的荷兰物理学家科尼利斯·德雷布尔制造出了能在水中任意沉浮并能划行的小艇。1620年，德雷布尔举行了一次展览，向人们展示了他的发明。经过多次航行实验，证实了其在水下航行的可能性。19世纪末，各国发明家开始纷纷研制机械动力潜艇，其中最具代表性的是美国的约翰·霍兰。他于1875年研制成功了第一艘机械动力潜艇。同年5月，约翰·霍兰又研制成功了一艘被后人称为“霍兰艇”的潜艇。这艘在水面航行时采用汽油发动机推进的潜艇在水下航行时使用电动机，为电动机提供动力的蓄电池一旦用完，汽油发动机在潜艇浮出水面时又可为蓄电池充电。这种水面动力和水下动力的巧妙结合形成了现代潜艇动力装置的一种模式，此外，“霍兰艇”上首次装备了当时海军的最新武器——“白头”鱼雷，从而使潜艇具备了击沉水面舰艇的能力。“霍兰艇”的出现，标志着现代潜艇的诞生。
现代潜艇的艇体是由耐压结构和轻型结构两部分组成。耐压结构包括耐压艇体、耐压指挥台以及耐压液舱等，是保证潜艇在安全深度之内能够从事水下活动的基本结构。轻型结构包括潜艇的指挥台围壳、上层建筑以及一些液舱等。潜艇的动力系统有柴油机、电动机和核反应堆几种类型。潜艇的探测系统主要包括声纳和潜望镜。其中声纳是潜艇上最重要的探测设备，声纳通过音响信号探测和追踪目标。潜望镜是潜艇内部对水上进行潜望的望远镜式设备，担负着潜艇对水下与天空警戒、定位和导航的任务。
在目前，世界各国海军中，潜艇部队是一支十分重要的现役作战力量。现代潜艇按作战使命可分为战略导弹潜艇、攻击潜艇和特种潜艇；按动力类型分为核动力潜艇和常规动力潜艇；按排水量可分为大型潜艇（2000吨以上）、中型潜艇（600～2000吨）、小型潜艇（100～600吨）以及袖珍型潜艇（100吨以下）。
四、贴身杀手——手枪的发明
手枪是一种单手发射的短枪，它短小轻便，具有突然开火的特点，通常在50米内有良好的杀伤威力。手枪由于短小轻便，携带安全，能突然开火，一直被世界各国的军队和警察使用。
手枪经过了约500年的漫长发展、改进、演变的过程，逐渐具备了现代手枪的结构和原理，现代手枪诞生的标志是左轮手枪和自动手枪的发明。
左轮手枪——左轮手枪是转轮手枪的俗称，它是一种个人使用的多发装填非自动枪械。其主要特征是枪上装有一个转鼓式弹仓，内有5~7个弹巢（大多为6个），枪弹装在巢中，转动转轮，枪弹可逐发对准枪管。由于常见的转轮手枪在装弹时转轮抽左摆出，因而又称左轮手枪。
世界上第一支具有实用价值的左轮手枪是由美国人塞缪尔·柯尔特在1835年发明的。在此之前，早在16世纪，在欧洲就曾出现过火绳式左轮扳手枪，后来又出现了燧发式转轮手枪。但是柯尔特以前的左轮手枪一是需用手拨动转轮，或是用手扳动击锤带动转轮到位，然后才能扣压扳机完成单动击发；二是枪弹的击发火得解决，所以它们应用不广。
而柯尔特发明的左轮手枪具有底火撞击式枪机和螺旋线膛枪管，使用锥形弹头的壳弹，并且扣动一下扳机即可联动完成转轮待击发两步动作。这使左轮手枪头一次真正具有了良好的实用价值，得到了世界各国的广泛使用。虽然人们又对左轮手枪进行了一些改进，但它的基本结构和原理依然保持着柯尔特发明时的原样。所以柯尔特被称之为“左轮手枪之父”是当之无愧的。
著名的枪械设计师约翰·摩西·勃朗宁出生于美国一个颇有声望的军械世家，1897年后移居到比利时。勃朗宁曾根据博查德的发明设计了多种性能优良的手枪，其中某些类型的勃朗宁手枪至今仍在许多国家的军队中装备使用。
手枪出现的时代，说法大相径庭。一种说法是手枪出现在1540年，由意大利人造出了皮斯托亚手枪。另一种说法是，1419年，胡斯信徒在反对两吉斯蒙德的战争中使用了一种哨声短枪，手枪因此而得名。
手枪应用于军事领域，可以追溯到16世纪中叶。1544年，德国骑兵在伦特战斗中，对法军使用了单手转轮打火枪。随后法国也出现了相同的手枪骑兵。金属弹壳发明后，击发式手枪便出现了，其首要标志是美国人伊桑·艾伦设计了胡椒盒手枪，即多管旋转的击发手枪。接着，英国和欧洲大陆也开始生产此类胡椒盒手枪。
1835年，美国军人柯尔特发明了装有底火撞击与线膛枪管的左轮手枪，这是第一支真正成功并得到广泛应用的左轮手枪。同年，史密斯·韦森研制出新型斯柯菲德11.43毫米左轮手枪。
1889年毛瑟手枪问世，确立了自动手枪结构原理。1893年，德国制造了第一支实用的博尔夏特7.63毫米自动手枪。德国人卢格对该枪又进行了改进，这就是世界闻名的卢格手枪。在两次世界大战期间，自动手枪得到了很大的发展，出现了许多结构新颖、性能优良的自动手枪，如美国的柯尔特M1911式及M1911A1式11.43毫米手枪，比利时的勃朗宁9毫米大威力手枪，意大利的伯莱塔M1934式9毫米手枪，奥地利的施泰尔9毫米手枪等。
从19世纪末自动手枪出现到现在，尽管手枪特别是近代手枪在技术上并没有重大的突破，但仍得到了一定的发展，包括手枪自动原理和结构的改进与发展，而且手枪的口径也经历了一个由大到小，又由小到大的发展过程。
五、能预知水的奥必——声纳
大家都知道，如果我们对着高山或峭壁喊话，就会听到回声。声纳这种用电力在水下定位的仪器，就是利用回声的原理工作的。利用发声率得到的回声，就能够找到障碍物的所在，根据接收的回声的时间长短，还能对发声体呀离目前标的远近作出判断。
声波在海水中传播的时候，它不会被海水吸收掉，而且它的传播速度还会比在空气中更快。水越深的时候，声波的损失也就越小，传播速度就会越快，传播的距离也就会更远了。
回声测位仪就是利用这种原理制造的。它的发射机能够产生一种特定的信号，这种信号能够变成声音信号发射到水里。当声音碰到水下的障碍物时，就会有回声出现。仪器中的接受仪器在接到回声后，就能知道回声传来的方向和距离。水下障碍物的位置就可以被准确地发现了。
现在，声纳一般分为主动声纳和被动声纳两种。主动声纳可往水中发射声信号，再接受它在目标上的反射回波。被动声纳只是接收和监测水下目标发出的信号，它的本身并不发射声波。
为了满足军事和海洋开发的需要，导航、侦察、探雷、测距等各种声纳系统相继问世。在探测、通讯、侦察等许多方面发挥着巨大的作用。
六、疆场上的霸主——坦克
坦克是具有强大直射火力、高度越野机动性和坚固防护力的履带式装甲战斗车辆，它是地面作战的主要突击兵器和装甲兵的基本装备，主要用于与敌方坦克和其他装甲车辆作战，也可以压制、消灭反坦克武器，摧毁野战工事，歼灭有生力量。
坦克的研制是从第一次世界大战开始的，当时为了突破敌方由壕沟、铁丝网、机枪火力点等组成的防御阵地，迫切需要一种集火力、机动力和防护力为一体的新式武器。于是，英国于1915年开始研制坦克，第二年就投入生产，并参与了1916年9月15日的对德作战。这种称为游民I型的坦克靠履带行走，能驰骋疆场，越障跨壕，不怕枪弹，无所阻挡，很快就突破了德军防线，从此开辟了陆军机械化的新时代。从那时起到现在，世界上已经建造了十几万辆坦克，成为各国陆军、海军陆战队和空降兵的主战武器。
火力、机动力和防护力是现代坦克战斗力的三大要素。火力的强弱主要取决于坦克的观瞄系统、火炮威力和弹药的威力。现代坦克一般采用先进的计算机、红外、微光、夜视、热成像等设备对目标进行观察、瞄准和射击。
坦克炮可以发射穿甲、破甲、碎甲和榴弹等多种类型的炮弹，还可发射炮射导弹。不同类型的穿甲弹对目标的破坏程度有所不同，一般在2000米距离上能够穿透400毫米厚的装甲，在1000米距离上可穿透660毫米厚的装甲，在1000米以下破甲厚度可达700毫米。
除具有较大的破坏威力外，坦克炮的命中精度也很高，2000米原地对固定目标射击命中率可达80％，1500米行进间对活动目标射击能达到60％以上。如果再配合使用激光半主动制导炮弹，命中精度还会大大提高。不难看出，坦克炮的命中精度和导弹相差不大，而且穿甲、破甲和碎甲威力大大优于导弹，所以各国主战坦克仍以火炮为主要攻击武器。
七、彻度改变战斗格局——导弹的发明
导弹能精确摧毁目标，是大规模军事行动的前奏。特别是“响尾蛇”空对空等导弹的发明，彻底改变了空战。
1943年1月，德国人研制成功一种新式武器“飞弹”，以“胜利”命名，这就是V-1。这年6月，它袭击了英国空军总部大楼。多年之后，军事史家考虑到它装有自控设备，能作导向飞行，才将它称为“导弹”。
1939年，27岁的冯·布劳恩博士被任命为德国火箭研究所技术部主任，被派到佩内明德主持新式火箭武器的研究工作。布劳恩在火箭的燃料舱中装进酒精、煤油或液态氢作为燃料，又巧妙地装进助燃的液态氧。这就是火箭发动机的推进剂。推进剂燃烧产生出的高温气体，经喷管高速排出后，能以极强的反作用力推动火箭飞行。
1942年1月，装填有新式火箭推进剂的A-4火箭试飞成功，速度已接近2千米/秒，最大飞行距离为0.96千米，可以带上重达1吨的TNT炸药升空。为了保证命中精确度，火箭上安装了自动控制设备。这是“V-2”，一种弹道式导弹。1944年9月6日傍晚，它袭击了伦敦市中心。
鉴于坦克具有高机动性，常规炮弹不易打中，因此，德国武器专家考虑发明一种可以控制的小型灵活的炮弹，以追踪坦克咬住不放。1944年9月，x-7反坦克导弹终于问世。它像飞机那样装有翼翅和尾舵，内装炸药2.5千克，弹头上装有触发引信，射程能达1200米，能穿透20厘米厚的装甲。它飞行的动力是装在弹体内的喷气发动机。射手从瞄准镜里观测导弹与坦克的相互位置，保持瞄准镜、导弹与坦克三点一线，如果导弹偏离了瞄准线，射手就像扳动汽车操纵杆一样，精心地操纵控制盒上的手柄，导弹就会听从命令，飞向目标。
幸而，在德军生产出几百枚x-7导弹的时候，形势已急转直下，x-7未及参战，德国就宣布投降了。
第二次世界大战后，一些国家对反坦克导弹表示了极大的关注。20世纪50年代，苏联武器专家发明了第一代反坦克导弹，同x一7的结构操作方式一样。
60年代，第二代反坦克导弹问世。它采用红外线进行半自动控制。导弹发射后，射手只要把瞄准镜内的十字线对准目标，导弹就会飞向目标，命中率可达90％以上。不过，这类导弹还离不开导线的帮助，得依靠它传递控制信号。
80年代诞生的第三代反坦克导弹更为先进，自动化程度大为提高，有电视制导、波束制导和激光制导等制导方式。例如，美国的“地狱火”导弹，在发射前用一个激光照射器照射坦克，导弹头部的激光接收器在接到坦克反射回来的激光后，便能引导导弹命中目标。
1965年3月2日早晨，美国空军在世界上首次使用了空对地导弹袭击目标。在越南战场，120多架美国飞机从越南南方的岘港机场起飞，扑向北方的邦村弹药库。5架美军飞机准确无误地将炮瞄雷达炸了个一干二净，还没等越南人醒悟过来，飞机迅速地消失在云层中。紧接着，另外100多架美国轰炸机已出现在邦村上空。失去了炮瞄雷达指挥的高射炮就像没有眼睛的瞎子，只能胡乱对空开火。越军的弹药库顷刻被摧毁。第一拨5架飞机携带的是“百舌鸟”空对地导弹，能够寻找到地面雷达发射的波束，从而将火炮的“眼睛”狠狠“挖”去。不仅如此，它爆炸后，弹体内的磷还会冒出浓烟、喷射火光，给后来的轰炸机的继续攻击指示目标。
“响尾蛇”空对空等导弹的发明，彻底改变了空战。武器专家博格纳由响尾蛇是靠感觉小动物身上发出的热量来寻找目标的想到：如果在导弹头部装上一个红外探寻装置，不就可以主动追导飞机了吗？不久，“响尾蛇”空对空导弹诞生了。至今，“响尾蛇”已有十多种型号。
八、移动的机场——航空母舰
航空母舰是一种载有各种作战飞机并提供海上起降活动基地的大型军舰，它攻防兼备，作战能力强，能执行多种战役战术任务，极具威慑力，因而倍受世界各国海军的器重。现代航空母舰及舰载机已成为高科技密集的军事系统工程。不少专家认为，航空母舰已成为一个国家军事、工业、科技水平与综合国力的象征。
1909年，法国著名发明家克雷曼·阿德在《军事飞行》一书中，第一次描述了飞机与军舰结合的梦想。阿德提出了航空母舰的基本概念和建造航空母舰的初步设想，第一次提出了“航空母舰”这一概念。1916年，英国的战舰设计师提出了研制可在军舰上起降飞机的航空母舰的设想，并建议把陆基飞机直接用到航空母舰上去。此后，英国的舰船设计师们对战舰的结构进行了重大修改，研制成功世界上第一艘全通甲板的航空母舰——“百眼巨人号”。“百眼巨人号”具备了现代航空母舰所具有的最基本的特征和形状。它的诞生，标志着世界海上力量发生了从制海权到制海权与制空权相结合的一次革命性变化。
航空母舰上一般搭载有战斗机、攻击机、反潜机、预警机、侦察机、电子干扰机、加油机及直升机等多种飞行器。为了对付各种威胁，有的航空母舰上还分别装备各种导弹及水中兵器等。与陆地机场相比，现代航空母舰上的飞行甲板仍显得十分窄短，为了解决飞机的起降问题而专门设有斜角甲板、升降机、弹射器、助降装置、拦阻索五大“法宝”。由于航空母舰往往担负着战区的任务，这就要求航空母舰能够在海上长时间航行。核动力航空母舰续航力高达40万～100万海里，而常规动力航空母舰续航力一般在l万海里左右。航空母舰由于目标大、较易遭敌方攻击，因此通常总在巡洋舰、驱逐舰、护卫舰和攻击潜艇等舰艇的护卫下组成航空母舰编队共同行动。
为了保障飞机能安全降落，航空母舰上均有舰载机拦阻装置。舰载机拦阻装置是航空母舰上吸收着舰飞机的前冲能量，以缩短其滑行距离的装置，由拦阻索、拦阻网及其拦阻机、缓冲器、控制系统等构成。拦阻索用于飞机正常着舰，是用钢索横拦于斜角飞行甲板上，与着舰方向垂直，每隔10余米设一道，共设4～6道。飞机接近母舰时，放下尾钩，钩住任何一道拦阻索，在飞机惯力作用下拦阻索被拖出，飞机逐渐减速，滑行50—95米后停住。应急着舰时使用拦阻网。当飞机尾钩损坏或因故障放不下，又不能复飞时，则需临时架设拦阻网将飞机阻拦在甲板上。
航空母舰的分类方法有多种：按照排水量可分为大型航空母舰、中型航空母舰和小型航空母舰；按战斗使命可分为攻击航空母舰、反潜航空母舰、护航航空母舰和多用途航空母舰；按动力可分为核动力航空母舰和常规动力航空母舰。
九、千里眼——雷达
雷达的概念形成于20世纪初。雷达是英文Radar的音译，为Radio Detection And Ranging的缩写，意为无线电检测和测距，是利用微波波段电磁波探测目标的电子设备。
雷达所起的作用和眼睛相似，当然，它不再是大自然的杰作，同时，它的信息载体是无线电波。事实上，不论是可见光还是无线电波，在本质上是同一种东西，都是电磁波，差别在于它们各自占据的波段不同。其原理是雷达设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向，处在此方向上的物体反射碰到的电磁波，雷达天线接收此反射波，送至接收设备进行处理，提取有关该物体的某些信息（目标物体至雷达的距离，距离变化率或径向速度、方位、高度等）。
测量距离实际是测量发射脉冲与回波脉冲之间的时间差，因电磁波以光速传播，据此就能换算成目标的精确距离。测量目标方位是利用天线的尖锐方位波束测量。测量仰角靠窄的仰角波束测量。根据仰角和足巨离就能计算出目标高度。
测量速度是雷达根据自身和目标之间有相对运动产生的频率多普勒效应原理。雷达接收到的目标回波频率与雷达发射频率不同，两者的差值称为多普勒频率。从多普勒频率中可提取的主要信息之一是雷达与目标之间的距离变化率。当目标与干扰杂波同时存在于雷达的同一空间分辨单元内时，雷达利用它们之间多普勒频率的不同能从干扰杂波中检测和跟踪目标。
在20世纪30年代，无线电技术出现了重大的突破，那就是雷达的发明。雷达又称做无线电测位。是利用无线电波的反射，来测量远处静止或移动目标的距离和方位，并辨认出被测目标的性质和形状。
早在1887年，赫兹进行验证电磁波存在的实验时就曾发现：发射的电磁波会被一大块金属片反射回来，正如光会被镜面反射一样。
1897年夏天，在波罗的海的海面上，俄国科学家波波夫在“非洲号”巡洋舰和“欧洲号”练习船上直接进行5千米的通信试验时，发现每当联络舰“伊林中尉号”在两舰之间通过时，通信就中断，波波夫在工作日记上记载了障碍物对电磁波传播的影响，并在试验记录中提出了利用电磁波进行导航的可能性。这可以说是雷达思想的萌芽。
1904年，德国发明家克里斯蒂安·许尔斯迈尔在实验室进行原始雷达的试验，并取得了雷达设计的专利，但这种原始的雷达探测距离还达不到声波定位器作用的距离。
1921年业余无线电爱好者发现了短波可以进行洲际通信后，科学家们发现了电离层。从此，短波通信风行全球。
1934年，一批英国科学家在瓦特领导下对地球大气层进行研究。有一天，瓦特被一个偶然观察到的现象吸引住了。它发现荧光屏上出现了一连串明亮的光点，但从亮度和距离分析，这些光点完全不同于被电离层反射回来的无线电回波信号。经过反复实验，他终于弄清这些明亮的光点显示的正是被实验室附近一座大楼所反射的无线电回波信号。瓦特马上想到，在荧光屏上既然可以清楚地显示出被建筑物反射的无线电信号，那么活动的目标如空中的飞机，不是也可以在荧光屏上得到反映吗？
根据上述的设想，瓦特和一批英国电机工程师终于在1935年6月研制成功第一部能用来探测飞机的雷达。试验时，它成功地探测到27公里外飞行的飞机。一个月后，瓦特经过对这台雷达的改进，使其探测距离达到了65公里，到9月底，探测距离可达到88公里。后来，探测的目标又迅速扩展到船舶、海岸、岛屿、山峰、礁石、冰山，以及一切能够反射电磁波的物体。
当时研制雷达纯粹是为了军事需要，因此是在保密状态下进行的。实际上，几乎在同一时期，各国的科学家们都在保密的条件下独立地开展这方面的工作，都有杰出的代表人物。瓦特只能说是在这方面已为大家知晓的代表人物而已。
1937年4月，英国政府决定在英格兰东部和南部沿海以及泰晤士湾设立雷达探测网。
到1939年，一些国家秘密发展起来的雷达技术已达到了完全实用的地步。就在这一年，爆发了第二次世界大战，这项新发明在二战中显示出了巨大的威力。
十、激光科技及激光武器
某些物质原子中的粒子受光或电的激发，由低能级的原子跃迁为高能级原子，当高能级原子的数目大于低能级原子的数目，并由高能级跃迁回低能级时，就放射出相位、频率、方向等完全相同的光，这种光就叫做激光。
1916年，爱因斯坦提出了“受激辐射”理论。在这个理论中首次提到了“激光”这个概念。1951年，美国的物理学家汤恩斯在美国华盛顿召开的物理学会议上，提出了利用受激辐射放大微波的构想，从而为激光器的发明奠定了理论基础。1960年7月，美国科学家梅曼博士，在前人的科研基础上，在实验室里制造出了世界上第一台激光器——红宝石激光器，标志着激光的诞生。
与普通光相比，激光具有亮度高、方向性好、单色性好、相干性好的特点。普通光是自发辐射光，不会产生干涉现象。激光则不同于普通光源，它是受激辐射光，具有极强的相干性，所以又称为相干光。激光不同于普通光的特点使其开辟了经典光学前所未有的应用前景。
激光主要应用在生活与军事两大方面。在生活中的应用有：医疗、机械工程、生物工程、化学工程、基因工程等领域都已广泛使用激光技术。在军事上的应用主要有：激光的侦察与测量，即利用激光的特性制造出激光的侦察与测量仪器，例如激光雷达、激光测距仪、激光卫星等；激光制导，即用来控制飞行器飞行方向，或引导武器击中目标的一种激光技术，激光制导与其他制导种类相比，具有结构简单、作战成本低、抗干扰性能好、命中精度高等优点；激光通信，即以激光为载体来传递信息的一种通信方式；激光武器，是一种利用沿一定方向发射的激光束攻击目标的定向能武器，具有快速、灵活、精确和抗电磁干扰等优异性能，在光电对抗、防空和战略防御中可发挥独特作用。激光武器分为战术激光武器和战略激光武器两种。它将是一种常规威慑力量。
激光作为武器，有很多独特的优点。首先，它可以用光速飞行，每秒30万千米，任何武器都没有这样高的速度。它一旦瞄准，几乎就能立刻击中目标，用不着考虑提前量。另外，它可以在极小的面积上、极短的时间里集中超过核武器100万倍的能量，还能很灵活地改变方向，没有任何放射性污染。
激光武器分为三类：一是致盲型。二是近距离战术型，可用来击落导弹和飞机。三是远距离战略型。这类激光武器的研制困难最大，但一旦成功，作用也最大，它可以反卫星、反洲际弹道导弹，成为最先进的防御武器。
但是激光武器也有缺点，它的缺点是不能全天候作战，受限于大雾、大雪、大雨等恶劣天气。
十一、望向星空的目光——天文望远镜
自古以来，人们就喜欢仰望天空。但古时候，人们只能用肉眼来观测星空，星星看上去只是一些闪烁的光点。人们看到了月亮与灰间的区域，就凭借想像创造了“嫦娥奔月”、“吴刚伐桂”及“玉兔捣药”等神话故事。中国和其他古老民族还记载他们看到了太阳上的黑斑——太阳黑子。但这样来观天毕竟有很大的局限性。直到伽利略发明人类历史上第一架天文望远镜，才结束了人类用肉眼观天的历史。
伽利略是意大利的一位物理学家、数学家和天文学家。他对人类的贡献之一就是发明了天文望远镜。但是，望远镜的原理却是荷兰眼镜匠李普希首先发现的。有一次，李普希在配制眼镜片的时候，偶然间把两个眼镜片排开一段距离，然后透过它们观察远处的物体，惊奇地发现远处的物体被拉近、放大了。这一发现立即引起了很多人的兴趣，并迅速在欧洲传开。
伽利略对李普希的发现产生了极大的兴趣。他拥有丰富的光学知识，很迅速地推导出了其中的原理。他想，如果采用合适的镜片，制造一种仪器，用来观测天空，那不是可以看到很远的星星，看清月亮的表面了吗？于是，伽利略马上着手制造这种仪器。
1609年，世界上第一架天文望远镜诞生了。这架由伽利略制造的折射望远镜的物镜直径是4.4厘米。镜筒前头那块玻璃透镜被称为物镜，当来自天体的光线射到物镜上时，光线会被折射并被透镜集中到一个点上，这个点就是焦点。天体的像在那里形成。在镜筒的另一端的透镜口径较小，被称为目镜。天体的像在目镜中被放大，供观测者观察。
伽利略首先用望远镜观测月亮，结果发现月亮并不像人们常说的那样。事实上，月球是一个崎岖多山的星球，而不是我们肉眼所见的洁白无瑕的外形。在它分别处在白昼和黑夜的两个半球之间的边界即明暗界限上，伽利略看到了一些灰斑。他认为这些灰斑是受阳光照耀的山顶，由于光照，产生明暗两面，明暗界限成为凹凸不平的形状。通过望远镜，伽利略还看到了处于低洼区域的灰色平原。伽利略不相信那里有水，但后来，这些灰色平原还是被称为“海”。
伽利略还特别注意到，与行星相比较，恒星在望远镜里只是一个光点，而没有呈现出明显的圆面，不管怎样放大，这些恒星在望远镜中仍然是一个微小的光点。造成这种现象的原因是所有的恒星都距离我们非常遥远。当伽利略用望远镜观测银河时，银河不再是如肉眼所见的那样，白茫茫一片，而是一些密密麻麻的恒星，这些恒星就像针尖般大小。由此可知，千千万万颗发光的恒星组成了银河。
1610年1月7日夜里，伽利略在观测木星时，发现它淡黄色的圆面附近有3颗小星星，这3颗小星星几乎在一条直线上，其中l颗在木星右边，两颗在左边。接连观察了多日，伽利略进一步发现木星旁边的小星星数目不定，有的时候是两颗，有的时候是4颗。又经过几个星期的观测，他断定木星有4颗卫星。到目前为止，人们共发现了18颗木星卫星。为了纪念伽利略的伟大发现，人们把他发现的那4颗木星卫星称为“伽利略卫星”。
发现木星卫星后，伽利略非常激动，这给了他一个最为直接的启发：木星系统好像是一个小型的太阳系。在这之前，伽利略就支持哥白尼的“日心说”，发现木星卫星后，他比以前更加相信哥白尼的学说了，特别是当他发现金星也有圆缺变化时，他进一步确信“日心说”是正确的。
伽利略的这些发明都是借助天文望远镜观测星空而得来的结果，他的这一发明让人类具备了“千里眼”，开启了天文学上的新纪元。
十二、从天而降的翅膀——降落伞
18世纪80年代，氢气球出现了，为人们探索升空道路提供了新工具，但氢气球常常发生爆炸等事故，威胁着升空者的安全。于是，聪明的人们不断探索，开始了对降落伞的研究。当加纳林从800米的高空被降落伞安全地送回地面时，人类就实现了从天而降的梦想。
传说我国上古时代，有个叫舜的人，幼年失去了母亲，父亲瞽叟娶了后妻并生了个儿子。此后，瞽叟偏爱后妻生的儿子而不喜欢舜，甚至想杀害舜。一天，瞽叟让舜去修粮仓。当舜爬到粮仓上时，瞽叟就放火烧粮仓，想烧死舜。粮仓的火势越来越猛，情急之下，舜将两顶斗笠牢牢抓在手上，然后像小鸟张翅一样，从粮仓上飘然而下。意外的是，他竟毫发无伤。尽管这只是一则传说故事，但它表明我国早在4000多年前，就对降落伞有过尝试了。
在我国的明朝时期，一些艺人创造了一个新的表演节目——跳伞。演员站在很高的塔台上，手握张开的特制雨伞往下跳，以博取观众喝彩。这种表演后来传到欧洲，被欧洲人改进，他们利用绸制的‘翅膀”，从教堂上、宫殿或塔上往下跳，进行杂技表演。
而试图凭借空气阻力使人从空中安全着陆的设想，首先是由意大利文艺复兴时代的巨匠达·芬奇加以具体化的。他设计了一种用布制成的四方尖顶天盖，人可以吊在下面从空中下降。这可以说是人类历史上初次尝试设计的降落伞。
第一个在空中利用降落伞的是法国飞船驾驶员布兰查德。1785年，他从停留在空中的气球上放下一个降落伞。降落伞吊着一只筐子，筐子里面放着一只狗。最后，狗顺利地着地。接着在1793年，他本人从气球上用降落伞下降，可是他在着地时摔坏了腿。这一年，他正式提出了从空中降落的报告。
当时的法国上流社会热衷于科学试验与探险活动，此时社会公众关注的热点是热气球升空试验。另外一个飞船驾驶员加纳林也做了类似于布兰查德的试验：让气球把人带到高空，再跳伞降落下来。他仿照当时阳伞制作了一把硕大的伞，用肋状物撑开，伞下系着一个小吊篮。他将站在吊篮里降下——因为他清楚地知道，在高空中自己会无力用手抓住这样的一顶大伞。
1797年10月22日，在巴黎的莱蒙公园上空，一只氢气球将加纳林带到了800米的高空。然后，加纳林一拉系在气球上的释放绳，他和降落伞便离开了气球，带着加纳林的吊篮缓缓下降。至少有数万人在场观看，为他欢呼喝彩，是这位英雄开创了人类从天而降的历史。
但是，此时在吊篮里的加纳林却没有半点成功的喜悦。由于降落伞中心没有排气孔，鼓足了的空气只能从伞侧逸出，这顶大伞被弄得晃来荡去，摇摆得很厉害。等这位首次跳伞的英雄落到地面时，他趴在吊篮口上呕吐不止，根本无法接受蜂拥而至的人群的祝贺。
19世纪时，跳伞几乎成了航空表演中一项不可缺少的节目。放飞气球时，气球下常带有一个吊架，降落伞松弛地系在吊架上，跳伞者被绑坐在吊架上。等气球升到高空以后，跳伞者便解开降落伞，跳下吊架。此时的降落伞已经改进，顶部开了导流孔，能够控制方向下落了，跳伞表演变得越来越自如和安全了。
十三、翱翔的“大鸟”——飞机的发明
在遥远的古代，人类就梦想着能像鸟五样在天空自由翱翔，为此人们付出了不懈的努力。今天，这个梦想已变成现实，人们可以驾驶飞机环游世界。这一梦想的实现首先归功于莱特兄弟。
莱特兄弟出生在美国俄亥俄州的达顿市。那时，已经出现了热气球、飞艇、滑翔机等飞行器。但这些飞行器都不易控制。
虽然莱特兄弟受到的教育不多，但他们具有一股百折不挠的精神。兄弟俩做了许多次试验，终于成功地制造出了一架滑翔机。这架滑翔机有两层翅膀，操纵时人俯卧在滑翔机上。他们看中了一块宽阔的沙滩地，把飞机放在一个小丘上，然后迎着风将飞机使劲用绳子拉起，滑翔机终于腾空而起。后来，他们重新制作了一架滑翔机。这架新飞机能够飞到180米高的空中，还可以在空中改变方向。莱特兄弟这时觉得必须有一个发动机，这样他们的滑翔机才能依靠动力，自由地飞上天空。但是莱特兄弟所要求的发动机没有人能够提供，他们只能自己动手制造。6个星期后，莱特兄弟造出了一台12马力的内燃机。然后，他们把内燃机装上了飞机，用链条与2个他们自己研制出来的螺旋桨相连。飞机长6.5米，双层机翼，机翼长12.3米。
1903年12月17日，莱特兄弟早早地来到海滩，准备开始试飞。俯卧在驾驶位置的是弟弟奥维尔。他在大家的注视下启动了发动机。一阵轰鸣声把海滩附近的飞鸟都吓跑了，飞机全身颤动着。奥维尔把油门加大，螺旋桨旋转地越来越快。一开始，飞机先是动了一下，接着开始慢慢移动。油门又加大了，飞行滑行速度也越来越快。突然，飞机一下子离开了地面，升到离地面约3米的高度。飞机向前飞行了30米左右后，安全平稳地着陆了。成功了！人们一边欢呼，一边互相拥抱，祝贺试飞成功。哥哥威尔伯接着也上了飞机，这次飞机飞了52米。兄弟俩轮换着一共飞了4次，第四次是威尔伯飞行的，飞机在空中飞了59秒，距离近260米。第二天，这个激动人心的消息成了报纸的头条新闻。莱特兄弟把这架飞机叫做“飞行者一号”，它直到今天还保存在华盛顿的斯密森航空博物馆内。
到了1905年，他们的飞机已经能够连续飞行30千米。1908年，莱特兄弟把他们的飞机带到了欧洲，他们的飞机在空中飞行了2个小时，这在欧洲成了轰动一时的新闻。
美国军界非常重视莱特兄弟的发明，军方开始研制军用飞机。其他国家也加紧研制飞机。1909年，在法国举行了首届国际航空大赛，最快的飞机每小时能飞76千米，飞行距离最远达186千米，飞行高度最高达155米。飞行正式进入了实用阶段，人类飞上天空的梦想真正成为了现实。
十四、射电望远镜
从17世纪科学家开始用天文望远镜观测太空后，木星的卫星等一系列重大的天文现象被发现，人类的眼睛因此可以更真实地接近太空。不过，太空中除了能够被一般望远镜看到的可见光外，还有它们看不见的电磁波在“穿梭往来”。为了分析这些“隐形者”，科学家发明了一种特殊的望远镜——射电望远镜。
射电天文学是通过探测天体的电波辐射研究天体的分支学科。20世纪30年代，美国科学家第一次用雷达天线接收到来自宇宙的脉冲电波，从此，开启了射电天文学的大门。射电天文学的主要观测工具是射电望远镜，这种望远镜与光学望远镜相比，它可以接收到后者看不到的穿过星际尘埃的天体辐射。射电天文学以无线电接收技术为手段，包罗了从太阳系到银河系中的各种对象，直到遥远的银河系以外的目标。
射电望远镜是指接收天体射电波段辐射的设备，它可以测量天体射电的强度、频谱及偏振等量。射电望远镜由天线和接收系统两大部分组成。只有有了足够的灵敏度，射电望远镜才能将所研究的射电源的信号从邻近背景源中分辨出来，并进而观测其结构细节。射电望远镜的天线看起来就像一个仰面朝天的大‘碗”。通过转动，可以方便地指向天空的任一方向。一般来说，天线的直径越大，接收的射电波越多，而且分辨率也越大。
20世纪30年代末期，美国人雷伯发明了第一架抛物面型射电望远镜。不久，雷伯利用这台望远镜接收到了来自银河系中心的无线电波，并且根据观测结果绘制了第一张射电天图。射电望远镜是望远镜家族的“异类”，因为它并没有目镜、物镜等装置，而巨大的天线是其最显著的标志。射电望远镜的种类很多，有抛物面天线，球面天线，螺旋天线等。最常用的是抛物面天线。
射电望远镜的不同部分各司其职，共同完成观测的目的。具体说，天线收集天体的射电辐射，接收机将这些信号加工、转化成可供记录、显示的形式，终端设备把信号记录下来，记录的结果为许多弯曲的曲线，天文学家通过分析这些曲线，再判断出天体送来的各种宇宙信息。
通过射电望远镜，科学家发现了一系列重大的天文现象。其中，脉冲星、类星体、宇宙微波背景辐射、星际分子，被称为“20世纪天文史上的四大发现”，这些发现，为科学家研究宇宙的构成和演化，提供了必不可少的信息。
十五、飞向宇宙的动力——火箭
火箭是依靠火箭发动机产生的反作用力推进的飞行器。主要由箭体、推进系统和有效载荷等组成。
人类对飞行梦想一次次进行着尝试，而航天之梦实现的最原始依据就是火箭，火箭的飞行利用了动力学中的动量守恒原理，它不但能在空气中飞行，还可以在大气层外的真空中飞行，而且由于没有了空气阻力，在真空中的飞行性能更好。通过不断地尝试，人们逐渐认识到要想进入太空，只有借助于喷气推进的火箭。
现代火箭的原理实质上就是动量守恒定律。火箭内部装有燃料和氧化剂，它们经过输送泵进入燃烧室，燃烧生成的大量炽热的高压气体从喷嘴向后方连续喷射，喷射气体的反冲力就是火箭的推动力。气体不断地喷出，火箭不断地受到向前的推动力的作用，速度也随之增大，最终达到极点。由于火箭自备氧化剂和燃料，因而不需要空气提供推动力，所以可以在空气稀薄的高空或宇宙空间飞行。
火箭的发明最早出现在中国。在中国古代的记载中，火箭的含义比较广泛，比如在电影电视中经常可以看到箭头点燃，靠弓弩发射的竹箭也称为火箭，而真正的火箭是在火药出现后才发明的。
从唐末到宋初火药武器开始使用，但由于其配方和制作方法还处于初级阶段，所以不足以作为推进的燃料。随着火药配方和制造技术的进步，12世纪初研制成功了固体火药，并把它用于制造火器和焰火烟花，在使用这些火器与烟花特别是手持使用时，于是有人在这种启示下发明了新的火药玩具。
大约12世纪末到13世纪初出现的玩具“穿天猴”可以说是真正意义上利用反作用原理的火箭，将这种原理的火箭作为武器使用，具有相当的杀伤力，所以在战争中也开始频繁地使用它。
1128年南宋政权建立后，南宋、金和蒙古频繁交战，各方都使用了火器。1161年11月，金国侵略中原时，南宋军队第一次使用了火箭武器——“霹雳炮”重挫金军，这是人类历史上第一次在战场中使用火箭武器。
明代中国火箭发展进入了一个比较重要的时期，出现了很多种类的火箭，除了单级火箭，还发展了各种集束火箭、火箭弹和原始的多级火箭，并且对各种火箭的制造、应用、配备和发射剂原料配比及加工制造等都作了详尽的叙述。
火箭的发展有着漫长的历史，古今火箭在性能和结构复杂程度上相差极为悬殊，但原理却相同：依靠不断向后喷射燃气而前进。世界上公认，火箭是中国首先发明的。
明代发明的多级火箭与现代使用的集束式火箭和多级火箭原理上是一样的。
古代火箭主要用于作战，但已有人幻想利用它航天。现代火箭的产生和发展是建立在大量的理论和实验研究基础上的。由于液体燃料燃烧的理论和技术问题都比固体燃料简单，所以现代火箭是从液体火箭开始的。
十六、人造卫星的发明
人造卫星是用火箭发射到太空，环绕地球在空间轨道上运行（至少一圈）的无人航天器。
1957年10月4日，苏联拜科努尔航天中心的人造’卫星发射塔上，竖立着一枚大型火箭。火箭头部装的是世界上第一颗人造卫星。这颗卫星直径只有0.58米，重83.6千克，在密封的铝壳内，装着一节化学电池、一支温度计、一台双频率的小型发报机。尽管这颗人造卫星在今天看来是那么“简陋”，在天空也只逗留了92天，但它却“推动”了整个地球，推动了各国发展空间技术的步伐。继苏联后，美国于1958年2月1日成功发射了世界上第二颗人造卫星。我国于1970年4月24日发射了“东方红1号”人造卫星，截止到2008年，我国一共成功发射了98颗不同类型的国产人造卫星和27颗国外卫星。
人造卫星由包含各种仪器设备的若干系统组成，它们可分为专用系统和保障系统。专用系统是指与卫星所执行的任务直接有关的系统，大致可分为探测仪器、遥感仪器和转发器三类。保障系统主要有结构系统、热控制系统、电源系统、无线电测控系统、姿态控制系统和轨道控制系统。有些卫星还装有计算机系统，用以处理、协调和管理各分系统的工作。返回型卫星还有返回着陆系统，它由制动火箭、降落伞和信标机组成。
人造卫星的轨道是一条封闭的曲线。这条封闭曲线形成的平面叫人造卫星的轨道平面，轨道平面总是通过地心的。人造卫星轨道按离地面的高度，可分为低轨道、中轨道和高轨道；按形状可分为圆轨道和椭圆轨道；按飞行方向可分为顺行轨道（与地球自转方向相同）、逆行轨道（与地球自转方向相反）、赤道轨道（在赤道上空绕地球飞行）和极地轨道（经过地球南北极上空）。
人造卫星的轨道应根据其任务和应用要求来选择。例如，对地面摄影的地球资源卫星、照相侦察卫星常采用圆轨道；若为了尽量扩大空间环境探测的范围，卫星可采用扁长的椭圆轨道；为了节省发射卫星时消耗的能量，常采用赤道轨道和顺行轨道；对固定地区进行长期连续的气象观测和通信的卫星，常采用地球静止卫星轨道；需对全球进行反复观测的卫星可采用极地轨道。
目前，人造卫星是发射数量最多、用途最广、发展最快的航天器。各种各样的人造卫星为人类开发利用太空高远的位置资源做出了重要贡献。
人造卫星观测天体不受大气层的阻挡，可以接收来自天体的全部电磁波辐射，实现全波段天文观测。人造卫星的飞行速度高，一天可绕地球飞行几圈到十几圈，能够迅速获取地球的大量信息。人造卫星在静止轨道上可以观测到40％的地球表面，这对通信非常有利，可实现全球范围的信息传递和交换。人造卫星能飞越地球任何地方，特别是人迹罕至的原始森林、沙漠、深山、海洋和南北两极，并对地下矿藏、海洋资源和地层断裂带等进行探测。此外，人造卫星还可用于天文观测、空间物理探测、全球通信、电视广播、军事侦察、气象观测、资源普查、环境监测、大地测量、搜索营救等方面。
十七、宇宙飞船
用多级火箭作运载工具，从地球上发射出去能在宇宙空间航行的飞行器。
苏联率先发明制造宇宙飞船，在1961年4月12日“东方”一号宇宙飞船发射成功。这是地球人类的第一艘宇宙飞船。
宇宙飞船迄今已经发展了好几代了，目前投入使用的宇宙飞船却屈指可数，可是对有些国家来说，在自己国家航天飞机尚未问世时，宇宙飞船仍然是其发展的重要目标。
宇宙飞船的发展是极其艰难的，我们从头至尾来看看宇宙飞船的发展。从1969年5月25日开始，到1972年12月底，美国为实施阿波罗计划总共进行了17次飞行试验。阿波罗计划也并非一帆风顺。1967年1月27日，“阿波罗”4号宇宙飞船的三名宇航员，在当地时间13点进入飞船座舱时，由于电路短路产生火花，使座舱起火，三名身着不能防火宇航服的宇航员被烧死。
“阿波罗”1～10号飞船进行登月试验活动。11-17号均采取实践登月行动，有六艘飞船到达了月球，它们是：
“阿波罗”11号，1969年7月20日—21日，在月球静海降落；
“阿波罗”12号，1969年11月14日—24日，在月球风暴海降落；
“阿波罗”14号，1971年1月31日—2月9日，在月球薄拉莫勒地区降落；
“阿波罗”17号，1972年12月6日—19日，在月球曹拉斯利特罗山脉降落。
“阿波罗”16号，1972年4月16日—27日，在月球迪卡尔高地降落；
阿波罗17号，1972年12月6日—19日，在月球曹拉斯利特罗山脉降落。
阿波罗飞船登月并非是直奔而去，而是采用月球轨道交合法，即：宇宙《船从地球轨道进入月球轨道，再推向月球背面；然后从月球背面进人月球轨道，并转入地球轨道，回到地球。
阿波罗计划总共花了11年半时间，耗费了250亿美元，收集了384.2千克的月球土壤岩石样品，并在月球上设置了一些仪器设备，但它是美苏冷战时期的表演仪式，实用价值不大。
欧洲空间局从20世纪80年代开始载人航天计划。这其中包括太空拖船、载人飞船和“海尔梅斯”航天飞机。
太空拖船是一种空间自动转移飞行器一货运飞船，其两端为圆柱形设备舱和动力舱，中部为燃料箱和平台。载人飞船是搭载有宇航员的飞行器，此飞船采用密封舱，具有重返地球的能力。本来，欧洲空间局预计1997年开始正式研制，21世纪初实现载人飞行，但由于种种原因一再拖延计划。但无人货运飞船的研制却一直在紧锣密鼓地进行，并计划用“阿丽亚娜”五号运载火箭发射上天。
千百年来，人类一直渴望邀游太空，这个梦想终于在20世纪由载人宇宙飞船率先实现了。1961年4月12日，苏联宇航员加加林乘坐“东方”号载人宇宙飞船升空，成为世界航天第一人，开创了载人航天的新纪元。此举不仅使加加林名扬四海，宇宙飞船也因此蜚声全球。从那时起至今，人类已发射了大量多种宇宙飞船。
载人宇宙飞船是一种天地往返运输器，也是载^航天器中最小的一种。每艘飞船只能使用一次，在太空一般可单独飞行数天到十余天，它也能作为往返于地面与太空站、地面与月球及地面与行星之间的“渡船”，还可与空间站或其他航天器对接后联合飞行。除了载人飞船外，还有货运飞船和载人货运混合飞船。载人宇宙飞船又可分为卫星式，登月式和星际式三种。
十八、全球卫星定位系统
GPS是英文同步测距全球定位系统的简称，也就是人们现在常说的全球卫星定位系统，它是美国继“阿波罗”登月计划和航天飞机之后的第三大航天工程。那么，全球卫星定位系统如何定位呢？
全球卫星定位系统由空间部分、地面部分和用户部分三大部分组成。空间部分是全球卫星定位系统的主体，它由24颗卫星（其中21颗是工作卫星，3颗是备用卫星）组成，在距地球表面2万多千米的轨道上运行。每颗卫星都不断向地面发出表示时间和位置的信号，这些信号覆盖区域相当于地球表面积的三分之一。地面部分由一个中心控制站、5个地面监控站和3个数据发送站组成。地面部分的主要作用是监测、控制导航卫星的工作。全球卫星定位系统的用户要有一个卫星定位系统接收器，它的离子体，能发射紫外辐射，甚至x辐射，引起辐射效应，造成目标结构及其内部电子、光学元件等损伤。其中，紫外或X辐射比激光直接辐射所引起的破坏更为有效。因此，紫外或X辐射对于目标的破坏起着推波助澜的作用，达到其他武器所不具备的特殊破坏效果。
激光武器与常规武器相比，有着独特的优良性能。一是速度快，命中率高。二是强度高，可以摧毁一切坚硬目标。三是无惯性，不产生后坐力。它可以随时改变射击方向，任意攻击各种目标，而不影响射击精度和效果。因此，激光武器使用起来省时、省力、机动灵活、得心应手。四是无污染，激光武器不存在长期的放射性污染，无论对地面或空间都无污染区，因而使用范围较广。
体积只有香烟盒大小，重500克左右，携带方便，可以用很小的天线随时接收4个以上卫星传送过来的信号，通过这些卫星提供的经度、纬度和海拔高度3个数据，用户就可以精确地知道自己处所的位置、时间和行进速度，它的定位精度可达一二十米。
全球卫星定位系统是一个以空间为基地的导航系统，可以在全球范围内，全天候地为海上、陆地、空中和空间的各类用户连续不断地提供高精度的三维位置、三维速度和时间信息，是目前世界上精确度最高的一种太空无线电导航系统。海湾战争中，参加“沙漠风暴”行动的美国等多国部队在一望无垠的伊拉克沙漠里都使用了全球卫星定位系统，随时随地确定自己的方位。从引导空战、制导导弹到传送信息，全球卫星定位系统无所不能，为各军兵种之间的相互协调和准确无误地打击目标提供了保证。
全球卫星定位系统本来主要用于军事遥测定位，但现在已提供民用服务，人们开车出门旅行的时候，都用上这种新型的“指南针”了。
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