当然，也可以另外派一艘宇宙飞船到轨道上去为实验室补充燃料；但这样一来，都要花费价值几千万美元的运载火箭，且只能用一次。这种被动局面严重地阻碍了宇宙航行事业的蓬勃发展。因此，研究一种可以重复使用的工具，以便大大降低宇宙航行的成本，就成了人类发展宇宙航行事业的迫切需要。
航天飞机的诞生
这种未来的运载工具应该具备什么特点呢？各方面的专家为还没有出生的“胎儿”勾勒了一副大致的“面貌”：它必须可以重复使用、经久耐用，在完成了各项任务以后，能像普通飞机一样飞回来在常规机场跑道上平稳降落；它必须能携带各种各样的人员，包括没有受过专门飞行训练的普通人。它必须有较宽大的货舱，可以容纳各种各样的物品，而随机的科学家只须通过短距离的通道就能够进入货舱，进行各项理化实验；它能随时改变自身的运行轨道，跟正在绕地球运转的各种人造卫星、太空实验室靠拢甚至对接，从而对那些失效的人造卫星进行修理保养工作，为太空实验室运送物资，担负太空紧急救援任务；它必须能施放和回收各种人造卫星，或者作为一种中间站，供飞往其他星球的宇宙飞船起落逗留。
总的来说，它是一种具有运载火箭性质来回于太空与地球之间，能像飞机一样的宇宙运输工具，它的名称就叫“航天飞机”。
世界第一架航天飞机
“哥伦比亚号”
美国是最早研究航天飞机各种可行方案的国家。从1969年停止“阿波罗计划”以后，就立即集中5万名高级技术人员，花了差不多10年时间和近100亿美元的研制费用，终于把一张张蓝图上的东西变成了一架真正的航天飞机。1981年4月12日上午7时，在美国佛罗里达州的卡纳维拉尔角肯尼迪空间中心第39号发射台上，升起了世界第一架航天飞机“哥伦比亚号”。从此，宇宙航行的新纪元开始了。
“哥伦比亚号”在一片欢呼声中徐徐上升，进入太空，在轨道上遨游了54小时后，安全返回地面。至1991年止，有5架航天飞机曾在太空遨游，其中美国有4架，苏联有1架。航天飞机为人类自由进出太空提供了可能，是航天史上的一个重要里程碑。
航天飞机的主要功能
航天飞机是往返于地球表面和近地轨道之间，运送有效载荷（如卫星、物品等）的飞行器，可以重复使用。航天飞机设计成用火箭推进的飞机，它发射时像火箭那样垂直起飞，返回地面时能像滑翔机或飞机那样下滑和着陆。航天飞机集中了许多现代科学技术成果，是火箭、航天器和航空技术的综合产物。它的特点是可以多次使用（火箭都是一次使用的），发射成本较低，用途广泛。
轨道器是航天飞机最复杂的部分，外形是一个三角翼滑翔机，长约37米，高17.3米，翼展24米，它的货舱能把29.5吨重的有效载荷送上地球轨道，并能把15吨重的有效载荷带回地面。它可乘坐3～7名航天员，在轨道上连续飞行7～30天。
外储箱是航天飞机最大的部件，也是唯一不可回收的部件，用于储存航天飞机的燃料——液氢和液氧，并向发动机输送燃料。它长47.1米，直径8.38米，装好燃料后重约740吨。固体火箭助推器内装固体燃料，为航天飞机垂直起飞和飞出大气层提供78％的动力。它长45.5米，直径3.7米，重约566吨，使用寿命为20次。
俄国双耳失聪的中学教师齐奥尔科夫斯基，对火箭理论的研究和发展作出了震古烁今的贡献。他首先敏锐地指出，巨大火箭的动力应当是液体火箭发动机。他设计了用液体火箭发动机作动力的飞行器草图，并设想用煤油和液氧作推进剂（燃料）。
不明飞行物之谜——UFO出现
尽管在近二三十年间，还有很多科学家像前几个世纪里那样提出了否定UFO的意见。但是在地球上人们还是看到了在月球半空飞行的物体。并且，这种被称为“不明飞行物”的飞行物体，随着近几年来目击次数的大量增加，成了人们争论的焦点。这让很多原先认为此说是荒唐透顶的科学家改变了初衷。
对UFO知道最多的人
1950年，UFO旋风“席卷”全球，曾经断言UFO不存在的持怀疑论者、美国西北大学天文系UFO研究小组的负责人艾伦·海尼克博士突然宣布，他改变了初衷。他曾是一个对UFO现象的怀疑论者。他曾对美国空军当局说：“这种事（指UFO现象）简直荒唐透顶！”但是现在海尼克博士毫不怀疑UFO的存在，现在艾伦·海尼克博士是世界著名UFO研究权威，曾任美国空军“蓝皮书计划”顾问达20年之久，亲自处理过众多重要UFO案例及美国政府的有关档案，美国空军称之为“对UFO知道得最多的人”。
“阿波罗8号”发现月面巨大物体
1968年12月21日至27日，“阿波罗8号”的宇航员弗朗克·博尔曼、詹姆斯？洛弗尔和威廉？安德斯进行了首次载人地球轨道飞行，并作了有推力的轨道变换试验。
这次飞行是在当他们一边接近月球，一边观察未来的着陆地点时，发生了事前未曾料到的情况：他们沿着月球轨道飞至月球背面时，空中出现了一个巨大的地外飞行物，他们成功地将其摄入镜头。该物体直径有16千米。当他们再次飞至月球背面时，准备再拍下一些照片，但是那个庞然大物已经消失了。这个巨大物体也许是突然消失的，因为在宇航员们当时拍摄的照片上没有显示物体正在着陆的迹象。也许它隐入了月球内部的地下基地？谁也不知道它的去向，真是一桩怪事。
那飞行物究竟是什么呢？宇航员们纷纷猜测，是处在月球内部的月球基地中的外星人建造的，还是前来牵制“阿波罗8号”的来自其他星球的宇宙飞船呢？
“嫦娥”飞天——中国的探月历程
1978年5月28日，中美建交前夕，美国总统国家安全事务顾问布热津斯基访华，赠送时任国家主席华国锋一块1克重的月球岩石。很多人将此视为中国探月的最早起源。
勇敢的万户
600多年前，明朝一名万户官员将自己绑在椅子上，设想利用捆扎在椅背的47个自制“火箭”升天。不幸“火箭”爆炸，“升天”的却是万户的灵魂。当然，中国空间科技事业的起步并不是“万户飞天”，万户背后不过是承载着中国人数千年的飞天与奔月梦想。中国探索太空真正的起跑线，是20世纪50年代卫星和火箭的研制。
1994年，中国探月首席科学家欧阳自远正式提出探月构想。这一年，美国发射了“克莱门汀号”环月探测器，不但开始了全月面元素的分布与含量的探测，还意外发现了在月球南极区有水存在的信息。而欧洲空间局也提出了重返月球、建立月球基地的详细计划。此时的中国，正在发展卫星和载人航天两个领域，深空探测尚未触及。
数字看“嫦娥”
“嫦娥奔月”是中国家喻户晓的神话故事，相传嫦娥吞下灵药后飞上月亮。2004年，中国正式开展月球探测工程，并命名为“嫦娥工程”。让我们从一些数字了解“嫦娥工程”的详细规划：14亿元：从2004年初立项研制，到2007年10月实施发射，绕月探测工程总投资14亿元人民币。
14千米与100万千米：绕月探测工程所花费用，相当于修建14千米高速公路的费用，而“嫦娥一号”卫星飞到月球轨道的总飞行距离超过100万千米。
10000人：绕月探测工程的卫星、火箭、发射场、测控、地面应用五大系统中直接参与工程的科研人员约5000人，加上管理人员和相关单位的协作人员，共约10000人。
103次：这是长征系列火箭的第103次飞行。
10次点火：“嫦娥奔月”的路线由绕地、地月转移、绕月三段拼接而成，需要卫星发动机点火10次来实现。在绕地飞行段通过4次变轨，使卫星获得飞向月球的足够速度；在地月转移段，通过3次修正来精确瞄准月球；在绕月段通过3次近月制动来捕获月球，建立工作轨道。
330小时：从火箭点火发射，到卫星建立绕月圆轨道，大约需要330小时。
8与4：“嫦娥一号”卫星将携带8台探测设备，完成4大科学目标。
2000条：北京航天飞控中心对“嫦娥一号”卫星的奔月过程进行飞行控制，需要向卫星注入大约2000条指令。
23000页：北京航天飞控中心开发“嫦娥一号”卫星任务控制软件系统，包含实时处理、长期管理、轨道控制、数据存储、指挥显示、数字仿真、国际联网7个子系统。总共421份文件，98.8万行源代码，如果打印出来将有23000多页。
“嫦娥”卫星“智商”高
我国的“嫦娥”月球探测工程以无人探测为主，分为“绕”、“落”、“回”三个阶段。
所谓绕—落—回的飞行任务就是指环绕月球进行全球性、整体性与综合普查的探测；落，是指登陆以后进行区域性的精细就位分析；回，是指采集样品后返回地面的试验室进行精准分析。而飞行器的自主化程度如何，是判断一颗卫星先进程度的重要指标。“嫦娥一号”卫星的配套软件达到了23类46套，是我国所有卫星中配套软件最多的。卫星上还装有当今世界上运算能力最强的星载计算机，使得运算速度大大提高，对月球轨道参数的计算提高到1秒钟之内。
“嫦娥二号”2010年10月1日成功发射。
“嫦娥三号”预计2013年下半年择机发射。
中国探月工程回顾
1994年，专家认为中国已有能力开展月球探测，但由于各种原因，探月计划未能启动。
1998年，对探月可行性、必要性以及科学目标进行了系统的分析与研究。
2000年，专家小组对中国科学院提出的“月球资源探测卫星的科学目标与有效载荷”进行了论证评审。
2001年10月，中国月球探测计划项目立项。
2002年3月，专家组向国家提交“月球资源探测卫星工程可行性”的立项报告。
2004年1月，中国月球探测一期工程正式启动。
2005年8月22日，国防科工委月球探测工程中心正式揭牌成立。
2007年10月24日，嫦娥1号在西昌卫星发射中心成功升空。
2009年3月1日，嫦娥1号卫星在控制下成功撞击月球。为我国月球探测的一期工程，画上一个圆满的句号。
史上著名的太空行走
太空行走又被称为出舱活动。狭义的太空行走指的是宇航员离开载人航天器乘员舱，只身进入太空的出舱活动。广义而言，航天员在月球和行星等其他天体上完成各种任务的过程也可以被称为太空行走。
首次太空行走
人类刚开始太空飞行后，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扩展，需要宇航员穿着宇宙服到舱外活动。
1965年3月18日，列昂诺夫通过一个膨胀的气密舱完成了人类历史上的第一次太空行走。他穿着一种新型宇宙服，内衣由通心粉状的管子盘成，管子总长100米。管内流过的冷水能吸去航天员身上散发的热量，并排放到宇宙空间去。