火箭技术与航天工程

1969年7月20日，尼尔·A·阿姆斯特朗走下太阳神登月艇的最后一级扶梯，将他的左脚踏在月球表面上，这是人类在月球上留下的第一个脚印。阿姆斯特朗说：“这是个人的一小步，人类的一大步。”

人类的这一大步，走了上千年的时光。今天人们对于天空中的人造地球卫星已经习以为常，甚至移居月球也成为人们茶余饭后的话题。但从对浩瀚天空的敬畏到飞天的幻想，从纯经验的试飞到理论指导的航天，走过了漫长的道路。

根据牛顿力学可以算出，飞行器的速度要达到第一宇宙速度（7.9公里/秒）才能环绕地球飞行而不至于落到地面，将飞行器的速度提高到第二宇宙速度（11.2公里/秒）可脱离地球引力而飞向太阳系的其他行星，要想离开太阳系则必须到第三宇宙速度（16.7公里/秒）。虽然第三宇宙速度可以实现，但以这个速度航天，飞出太阳系要花费万年级的时间，而且进行太阳系之外的一次通信联络也要一年的时间。所以，尽管美国的“旅行者”号是为飞离太阳系设计的，但在相当长的时间内人类的航天活动主要是以地球为中心。因此，有人把航天定义为地球大气层以外太阳系之内的活动。

自1940年代以来，由于战争的军事需要火箭和导弹技术发展起来，科学的进步及其需要又进一步促进了航天工程的飞速发展，1942年第一枚实用火箭成功，1957年第一枚洲际导弹试飞成功，第一颗人造地球卫星上天，1969年人类第一次登上上月球，1971年第一个空间站进入地球轨道，1981年第一架航天飞机环球飞行，1997年第一个航天器在火星着陆。当今的航天活动已是一项庞大工程，它主要包括运载工具（火箭、航天飞机）和特定的航天器（人造地球卫星、空间站、空间探测器）以及航天发射场和地面测控网四大部分。

航天工程实际上是现代科学技术的一种综合体系，它包括喷气技术、电子技术、自动化技术、遥感技术、材料技术等技术部门，以及计算机科学、数学科学、物理科学、生命科学等诸多学科。航天工程和空间探索活动刺激了这些相关技术的发展并为科学研究提供了新的手段和条件，而这些技术和科学的发展又使航天工程和空间探索逐步上升到新的层次。例如材料科学技术，由于航天器需要材质轻、强度高并能够在高温、低温、强辐射、高真空、强磁场等环境中正常工作的材料，于是发展出强度和刚度都比较高同时比重又小的铝镁合金、锂镁合金、钛合金以及比重更低的高分子材料，发明了抗热陶瓷和散热涂料。又如电子计算机技术，早期庞大的电子计算机在航天器中难于派上用场，而现在的微型电子计算机已经成为各种航天器的中枢神经，卫星拍摄的照片不需要等到返回才进行处理，电子计算机在星上就能把数字信号直接传回地面。