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******。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。