航天技术及其基本原理
航天技术的构成包括航天运载技术、航天器技术及航天测控技术三大技术。人类要想实现航天，必须首先解决上天的问题，而上天的关键就是各类运载火箭；发射升空的东西也很关键，这个东西就是各类航天器，是在太空中能进行科学实验和工作的设备；第三点也很关键，就是航天器在太空都有其固定的轨道，是否在轨道上就需要在地面运用测量设备进行测量，同时如果发现航天器偏离了设定的轨道，就要用控制技术将其“拉”回到轨道上，所以航天还需要有第三个技术就是航天的测量与控制技术。
除此之外，人类要想实现航天，首先必须要克服六大难关，然后人类航天才能一步步取得今天的成绩。
（一）航天领域的六大技术难关
军用航天技术的关键是六道“关”：上天关、回收关、一箭多星关、地球同步关、太阳同步关、载人航天关。
第一关是上天关。上天，是人类征服宇宙所闯的第一关道。所谓上天，就是把卫星或其他飞行器加速到足够大的速度，推进到足够高的高度让它绕地球转起来。过这一关有两大难点，一是速度要足够大，大到每秒钟7．91千米。二是高度足够高，高到卫星上天后离地球最近也要在120千米以上。有资料显示，在卫星上天的头20年当中，平均每发射1公斤有效载荷，需要耗费12 220美元。这就是说，在地面抓一把黄土，送到天上就贵如黄金。由此可见其难度太高，代价太大。正因如此，直到目前，世界上约200个国家和地区，能够独立研制并发射人造卫星的国家只有9个，按先后顺序依次是：苏联（1957 年10 月4 日）、美国（1958年1月31日）、法国（1965年11月26日）、日本（1970年2月11日）、中国（1970年4月24日）、英国（1971年10月28日）、印度（1980年7月18日）、以色列（1988年9 月19日）、朝鲜（1998年8月31日）。
第二关是回收关。所谓回收关就是把发射的卫星按预定的要求再回收回来，并落在预定地域。目前过了这一关的国家只有美国、俄罗斯和中国。据测算，卫星在返回地面过程中，如果速度误差每秒5米，卫星落地点就要偏离70千米；如果角度误差0．1度，卫星落地点就要偏离300千米。因此从这个意义上讲，回收要比发射更加困难。到目前为止，在掌握回收技术的3个国家中，中国的回收成功率是最高的。我国从1975年11月26日回收成功第一颗卫星到现在，共发射17次，回收成功16次，成功率达94%，远高于美国和俄罗斯。
第三关是一箭多星关。所谓一箭多星是指用一枚火箭同时发射多颗卫星。这种发射有两种方式：在大多数情况下，多星轨道基本相同；另一种情况是把卫星分别送入不同轨道。我国1981年9月20日过了这一关，当时我国使用“风暴一号”火箭同时发射了三颗卫星，即“实践一号”“实践一号甲”“实践一号乙”。除中国外，目前掌握这一技术的国家还有美国、俄罗斯和欧洲空间局等。
第四关是地球同步关。所谓地球同步关，就是把卫星发射到地球赤道上空，离地面垂直高度为35 786千米，方向正东，速度为每秒3．07千米，以使卫星绕地球旋转一周的时间正好与地球自转一周的时间相同，这样从地面看上去，位于地球同步轨道上的卫星仿佛“挂”在天上一样静止不动，这就是地球同步关。在地球赤道上空静止的卫星，由于其观测范围广，跟踪简单，使用方便，能够24小时连续工作，所以在军事领域和民用领域都具有非常巨大的应用价值。目前，通信、广播、导航定位、导弹预警、气象观测等卫星都采用这种轨道，使得这种轨道大有供不应求之势。再加上这条轨道的唯一性，未来打“天战”，这里将成为兵家必争之地。我国目前不仅能发射本国的地球同步卫星，而且正式对外承揽发射任务，据报道，目前国际上7%～9%的发射任务已被我国承揽。
第五关是太阳同步关。太阳同步关就是发射太阳同步轨道卫星。太阳同步轨道是轨道平面绕地轴旋转的方向和周期与地球绕太阳公转的方向和周期相同的卫星轨道。也就是说太阳同步轨道平面自转一周的时间是365天。太阳同步轨道卫星有三个特点：一是轨道高度较低。轨道高度一般在距地球表面500～1 000千米左右；二是对地面观察的太阳光照条件相同。太阳同步轨道卫星每天都以同一地方同一时间、同一运行方向、同一光照条件，经过地球同一纬度地面目标上空；三是用途不同。太阳同步轨道一般用于气象、侦察和地球资源卫星。目前全世界只有中国、美国和俄罗斯掌握了发射太阳同步卫星技术。
最后一道难关是载人航天关。过了这一关，人类就可实现“无高不可攀”的梦想，这对于发展科技、经济和军事都有着极其重大的意义。目前世界上只有美国、俄罗斯和中国掌握了这种技术。2003年10月15日至16日，我国第一艘载人航天飞船“神舟五号”顺利升空并安全返回。2005年10月12日至17日，“神舟六号”成功升空并安全准确返回。2008年9月28号“神舟七号”升空，并首次进行“太空行走”，随后安全返回。目前中国神舟系列飞船已经发展到了“神舟十一号”。
（二）世界航天技术发展概况
世界航天技术发展主要经历了三个阶段。
1．试验阶段（1957年—20世纪60年代中期）
这一阶段主要的工作是研制各种类型的运载火箭、人造地球卫星，摸索载人航天方法和经验。这一阶段具有代表性的重大事件有：第一颗卫星上天。1957年10月4日，前苏联成功地发射了世界上第一颗人造地球卫星——“伴侣1号”，它标志着人类航天时代的到来；第一艘载人飞船上天。1961年4月12日，前苏联宇航员加加林驾驶“东方号”宇宙飞船首次进入太空，绕地球飞行108分钟后安全返回地面，从而开创了人类进军太空的新纪元；第一颗军事卫星上天。1959年2月28日，美国发射了第一颗间谍卫星“发现者1号”，它标志着人类利用太空进行军事活动的开始。
2．应用研究阶段（20世纪60年代中期—20世纪60年代末）
此阶段的重大事件就是人类登上月球。1969年7月16日，美国“阿波罗11”号宇宙飞船离开地球飞向月球，20日宇航员阿姆斯特朗登上月球，并且说了一句至今仍广为传颂的名言：“这是我个人的一小步，但却是全人类的一大步。”（That′s one small step for a man，one giant leap for mankind．）
3．发展提高阶段（从20世纪70年代开始至今）
进入20世纪世纪70年代以后，航天技术不断地得到改进和提高，卫星开始朝着多功能、高性能、长寿命的方向发展，载人航天飞行也从试验进入到了实用阶段，并且航天技术逐步投入了商业化。1971年4月19日，前苏联发射了第一个试验性载人空间站“礼炮一号”空间站，标志着人类从此可以长期留驻太空，利用太空进行科学实验活动，在某种程度上也为人类自身在太空的军事存在奠定了基础。1981年4月12日，美国制造的世界上第一架实用型航天飞机“哥伦比亚”号发射升空，在轨道上运行54小时后，像飞机一样滑翔着陆。向人们展示了比运载火箭更加经济、实用的一种全新的航天运载和载人航天技术。
（三）中国航天技术发展概况
中国航天事业的发展对提高我国的国际威望，形成当代世界战略格局产生了重大影响。而这重大影响的背后起支撑作用的是我国航天事业发展所取得的“五大成果”。
成果一：建立了一支优秀的航天技术队伍。1958年5月，毛泽东在党的八大二次会议上提出：“我们也要搞人造卫星。”1968年2月20日，专门成立了中国空间技术研究院，由钱学森出任第一任院长。在钱学森的参与、组织和领导下，一边进行航天科研，一边培养航天人才。到目前为止，我国已经形成了包括科研院所、企业集团、发射基地和数万科技研发和生产队伍的完整配套的航天科研和工业体系，为祖国的航天事业作出了杰出的贡献。
成果二：成功地研制出大型运载火箭系列。我国的运载火箭技术起源于导弹的研制，在相当长的一段时间里都是执行着一边研制远程导弹一边研制大型运载火箭的“双轨式”发展道路。直到1970年4月24日，“长征一号”运载火箭首次发射成功以后，才逐渐形成了长征系列火箭家族。到目前为止，我国先后研制了12种不同型号的“长征”系列运载火箭。目前，长征系列运载火箭已发射约189次，成功率达95%以上。2014年年底，长征系列运载火箭将迎来1970年以来的第200次发射。2016年6月25日20时00分，我国新一代运载火箭长征七号在海南文昌航天发射场点火升空，约603秒后，载荷组合体与火箭成功分离，进入近地点200千米、远地点394千米的椭圆轨道，长征七号运载火箭首次发射圆满成功。同时，这也是我国第四个航天发射场正式投入使用。我国自主研制的长征系列运载火箭，为把各种航天器送入太空提供了可靠的保证。
成果三：成功地研制出各类人造地球卫星。1970年4月24日成功地研制并发射了第一颗人造地球卫星“东方红一号”，成为世界上第五个能独立自主研制和发射人造地球卫星的国家。到目前为止，我国共研制并发射了近百颗各种人造卫星，形成了五大卫星系列：返回式遥感卫星系列、“东方红”通信广播卫星系列、“风云”气象卫星系列、“实践”科学探测与技术试验卫星系列以及“资源”地球资源卫星系列。
成果四：高标准地建设了完整的发射和测控体系。从1958年人民解放军挺进大西北，建设第一个航天发射基地——酒泉卫星发射中心至今，我国已经建成了酒泉、西昌、太原三个具有国际先进水平的航天发射基地，而第4个航天发射中心也在海南省文昌市建成。此外，我国的航天测控体系建设也位于世界领先地位，已经建成了遍布全国的陆地测控站和4艘远望号远洋测量船，形成了覆盖全球的航天测控网。并且，我国的航天测控体系还具备了国际联网共享测控资源的能力。
成果五：载人航天和探月技术取得了突破性的进展。从1992年开始，在经历了11年的刻苦攻关和4次无人飞行试验的基础上，2003年10月15日，我国独立自主研制和发射的“神舟五号”载人飞船终于在绕地球飞行14圈之后，于16日安全地降落在内蒙古四子王旗主着陆场。2005年10月，“神舟六号”载人飞船把2名航天员送上太空并胜利返回，这就意味着我国载人航天的试验阶段已经结束，下一步就转入了太空应用。2013年6月，“神舟十号”发射升空，并成功进行了由太空向地面的太空授课。2013年12月，“嫦娥三号”成功发射并登月，同时携带的月球探测车“玉兔号”成功进行了月面行走和科学研究工作，标志着中国也成为“月球俱乐部”的一员。