航空航天
航空与航天是20世纪人类认识和改造自然进程中最活跃、最有影响的科学技术领域，也是人类文明高度发展的重要标志。航空指飞行器在地球大气层内的航行活动，航天指飞行器在大气层外宇宙空间的航行活动。人类在征服大自然的漫长岁月中，早就产生了翱翔天空、遨游宇宙的愿望。在生产力和科学技术水平都很低下的时代，这种愿望只能停留在幻想的阶段。虽然人类很早就做过种种飞行的探索和尝试，但实现这一愿望还是从18世纪的热空气气球升空开始的。自从20世纪初第一架带动力的、可操纵的飞机完成了短暂的飞行之后，人类在大气层中飞行的古老梦想才真正成为现实。经过许多杰出人物的艰苦努力，航空科学技术得到迅速发展，飞机性能不断提高。人类逐渐取得了在大气层内活动的自由，也增强了飞出大气层的信心。到了50年代中期，在火箭、电子、自动控制等科学技术有了显著进展的基础上，第一颗人造地球卫星发射成功，开创了人类航天新纪元，广阔无垠的宇宙空间开始成为人类活动的新疆域。
航天站
航天站是可供多名宇航员巡防、长期工作和居住的一种载人航天器，又称空间站或轨道站。1971年4月19日，前苏联发射了世界上第一个航天站“礼炮1号”，主要目的是对地面进行长期的侦察和监视，对部队进行指挥、控制和通信联络，对航天器进行维修和检查，对新的武器进行试验，以及作为天基战略武器的平台等。此外，还可进行资源勘探、天气预报和材料加工等。到1982年4月19日，前苏联已发射到“礼炮9号”，航天员在航天站上最长的飞行时间已达237天，并创造了女航天员2次舱外行走的记录。1986年2月20日，前苏联又把“和平”号航天站发射上天，它是苏第三代航天站，长约14.7米，重18.9吨，可乘坐6～12人，甚至20人。“和平”号处于近圆轨道，近地点324千米，远地点352千米，倾角51.6＂，周期91.6分钟。
航天器进入技术
使航天器按预定要求进入行星大气层并在行星表面软着陆的技术，就是航天器进入技术。按航天器所要到达的目标星，分别有金星进入、火星进入和地球进入等，地球进入又称再入。有人把在月球上或其他无大气行星上的着陆技术也归入进入技术。进入技术是综合性技术，包括离轨技术、减速技术、防热技术和着陆控制技术。
航天推进系统
航天推进系统是依照火箭推进原理，通过各种精密技术及元、器件制造出来的。下面介绍两种航天推进系统：
（1）大推力发动机：这类发动机产生的反作用加速度一般大于重力加速度。主要用途是使运载工具起飞、升高，加速至所需要的宇宙速度。这种推进系统，工作持续的时间短（几分钟），有的运载火箭发射时，采用助推器加速，也需要大推力发动机，其工作时间更短。
（2）小推力发动机：这类发动机产生的反作用加速度一般小于重力加速度。主要用途是用作航天器在空间的轨道变换、轨道校正、姿态稳定和控制、在月球和行星表面的着陆和起飞、重返大气层和降落，以及克服失重（例如，使空间站旋转）等。这类发动机又称为空间发动机，多级火箭上面级以及级间分离用的发动机，也属于空间发动机之列。
航天器返回技术
使航天器脱离原来的运行轨道进入地球大气层并在地面安全着陆的技术，称为航天器返回技术。返回型航天器在空间完成预定的飞行任务后，需将航天员、胶片、生物试样、月球或行星土壤样品等送回地面。返回是返回型航天器整个飞行任务的最后阶段，也是整个飞行任务成败的最终标志。航天器的返回是一个减速、下降的过程，即航天器耗散动能和位能的过程。航天器返回技术的实质就是对航天器所具有的巨大能量——动能和位能的处置。
回收太空试验室
美国的太空实验室总共进行了57个项目的科学实验，在太空期暴露期间收集了大量的科学信息。它是个科学试验室，重11吨，长9米，直径4米，它已经绕地球轨道运行了将近6年。1990年1月9日，115吨重的航天飞机“哥伦比亚”号载着5名宇航员，于格林尼治时间12点35分升空，开始了航天飞机有史以来第二次为时最长的飞行。这次飞行是美国1990年进行的10次飞行的第一次，宇航员们在太空期间把一颗海军通讯卫星施放到轨道上，并回收了太空实验室。
宇航员在太空抓住这个卫星，操纵航天飞机上15米长的机械臂把它装入了货舱。女宇航员邦尼·邓巴和马莎·艾文斯把1250万颗经过辐射的西红柿籽从太空取回来。同时还在失重的情况下取出了到处游动的胡萝卜籽、筷子芥籽和咸水虾卵，等等。美国航空航天局同一家种子公司合作，把从太空取回的西红柿籽分成10万个小包，寄给大中小学的学生，让他们比较经过宇宙辐射的种子和没有经过宇宙辐射的种子的发芽成长情况。宇航员还进行了诸如收集微粒陨石或宇宙尘埃的微粒子以及星际气体的活动，并做了生物系统受辐射的影响、环境保护等方面的科学实验。
火星
火星在太阳系九大行星中，按离太阳由近及远的次序为第四颗。火星是地球的近邻，它在地球轨道之外，肉眼看去，它呈火红色，我国古代称它为荧惑。火星的亮度随离地球距离的变化而变化。
火星的赤道半径是3332千米，只有地球半径的一半；它的体积只有地球的1/7，质量为地球的1/9，表面重力加速度为地球的2/5。在火星上，以每秒5千米的速度抛出的物体就能脱离火星。由于火星上物体的脱离速度小，火星难以束缚住许多大气分子，因而火星大气非常稀薄。火星大气的主要成分是二氧化碳，约占95％，其余是氮、氩、一氧化碳、氧、臭氧和氢，水汽的数量很少，平均约为大气总量的0.01％。表面大气压为7.5百帕，相当于地球上30～40千米高处的大气压。
火星上受到的太阳辐射只有地球上受到的40％，因而火星的表面温度比地球要低30℃以上，昼夜温差超过100℃。在火星赤道附近，中午的温度也只升到20℃左右，晚上又下降到-50℃以下；在两极地区的夏季气温只有-70℃，冬季可下降到-139℃。火星的南北两极都有自色的极冠，其大小随着季节不同而变化。当北半球是冬天时，北极冠增大；此时南半球是夏天，南极冠减少。当北半球到了夏天，北极冠的面积也随之缩减，和地球上的冰雪在夏季溶化的情景一样。
火星随季节变化的极冠既有水冰，又有干冰（固体二氧化碳）。北极冠大部分由水冰构成，南极冠则是由冻结了的二氧化碳构成。据估计，极冠中大约保存有大气中20％的二氧化碳，而保存的水则比大气中的要多得多。极冠中的水冰，如果全部溶化并均匀分布在火星表面，就会形成一个10米厚的水层。
火星表面不存在液态水，但探测到数千条干涸的河床，最长的达1500千米，宽约60千米。主要的大河床分布在赤道地区，是由比熔岩流更少粘带性的液体造成的，说明火星从前曾有过水。美国的“海盗号”探测器选择了生命存在可能性最大的地方着陆，对采取的土样进行实验和分析，结果表明火星表面上存在生命的可能性极其微小。
火星大气中常有一种形状像黄云的尘暴。局部的尘暴经常出现，大的尘暴在地球上用望远镜可观测到，特别大的尘暴（如1971年的尘暴）能笼罩火星全球，并持续数月之久。尘暴是由火星低层大气中卷着尘粒的大风构成的。据估计，每次大尘暴覆盖在火星南半球的尘埃达108～1010吨之多。
火星是一个冷酷的、没有生命的世界。其内部构造与地球相似，有核、幔和壳。核中含有硫，几乎全部的铁都成了硫化铁。核的半径约1300～2000千米。外壳由大量硅和铝及少量镁等所形成的较轻的岩石组成，厚约50千米。
环绕火星的有两颗卫星，分别是“火卫一”和“火卫二”。它们几乎都在火星的赤道平面上运行。
彗星探测器
彗星探测器是用于研究彗星的空间探测器。探测彗星的本质及其组成成分可以了解太阳风的物理性质和化学成分。彗星探测器上装有摄像机、中子分析仪、离子质量分析仪、等离子体观测仪和测光仪等探测设备，用以探测彗尾中的等离子体密度、温度和重离子特性等。彗星探测器装有变轨发动机，用以改变探测器的轨道，以便拦截彗尾，达到直接探测彗尾的目的。美国的“国际日地探险者”3号分别在1985年和1986年探测贾可比尼彗星和哈雷彗星。前苏联的“金星-哈雷彗星”号探测器、欧洲空间局的“吉奥多”号探测器和日本的“行星”A号探测器都是彗星探测器，按设计分别在距哈雷彗星10000千米、3000千米，甚至200千米处掠过。
火箭向东发射
航天器的运载火箭差不多都是向东发射，这是因为地球是在围绕太阳公转的同时，还在自西向东自转。在赤道上速度最快，约为465米/秒，纬度越高，速度越小，到了两极，速度就等于零了。地球上的一切物体实际上在地球的自转过程中都获得一定的转动惯量，都有个向东的惯性力，运载火箭飞离地球，为了发挥地球自转所给予它的向东的惯力，提高飞行速度，所以运载火箭总是自西向东方向发射，顺着地球自转方向运行，这称为“顺行轨道”。其倾角大于零度而小于90度。如果向西发射，不但不能利用地球自转速度，反而要额外付出能量去抵消这部分惯性力，从而必须付出更大的推力。凡卫星自东向西逆着地球自动方向运行的，称为“逆行轨道”，其倾角大于90度而小于180度。
“火星”号探测器
1963年6月工资19日，前苏联发射了“火星”，号控测器。“火星”1号重863.5千克，探测器直径1.1米，高3.3米，装有2块太阳能电池板和折叠式抛物面天线。探测器上装有拍摄火星表面照片并把照片传回地面的装置，还装有考察火星上有机物、磁场、辐射带等的观测仪器。它升空4个月后，于飞向火星途中，在距地球1亿多千米处与地面的通信中断，没有完成飞近火星考察的任务。
1971年5月19日和28日，前苏联成功发射了“火星”2号和3号探测器，半年后它们相继进入环绕火星的轨道，成为火星的第一批人造卫星。“火星”3号总重4650千克，其中着陆舱重816千克。它在同年12月2日进入火星轨道后，环绕火星运行12.5天，然后在火星表面软着陆，6分钟后就开始向地球发出电视信号，因火星上强烈尘暴的影响，电视信号仅连续发送了20秒钟。这是人类第一个到达火星的探测器。
1973年7月21日升空的“火星”4号，于1974年7月26日上天的“火星”5号，于1974年2月12日进入火星轨道，向地面发回火星表面照片，但很快停止工作。1973年8月5日“火星”6号出发，到1974年3月12日在火星表面着陆，但着陆1秒钟后与地面通信中断。1973年8月9日“火星”7号启程，于1974年3月9日从距火星1300千米处掠过，降落装置发生故障，探测器去向不明。由于“火星”号探测连连受挫，前苏联暂时中断了这项计划。
“火星观察者”号探测器
1992年9月25日，美国用“大力神”3型火箭成功发射一个“火星观察者”号探测器。它重2.5吨，携带7部仪器，预计11个月飞行7.2亿千米后，到达距火星表面378千米的近极轨道，对火星进行长达687天的观测考察，绘制整个火星表面图，预告火星天候，测量火星各种数据，进一步揭示火星上有无处于原始阶段的生命现象，为未来人类移居火星探寻道路。但是1993年8月21日，火星号探测器突然与地面失去联系，不再发回信息。这次探测令人失望地夭折了。
根据30多年来人类对火星的探测，科学家已基本肯定火星是一个没有高级生命的世界，流传甚广的“火星人”是根本不存在的。但是火星上有没有与地球不同的其他形式的生命，或者曾经存在过有智慧的高级生物，则还是一个深奥的难解之题。解开这个难题还需人类不懈的努力。
火星着陆
火星大气层的密度约为地球大气层密度的百分之一，航天器利用这样稀薄的大气虽能减速，但必须配备巨大的降落伞。苏联“火星”号探测器和美国“海盗”号探测器的软着陆过程略有不同。
“火星”号探测器的轨道舱与着陆舱分离时，轨道舱受制动进入绕火星轨道运行，而由防热罩保护的着陆舱点燃离轨发动机下降，进入稀薄的火星大气，随后利用制动火箭展开减速伞，拉出大面积主伞，并抛掉防热罩。稳定下降至一定高度，点燃缓冲火箭使主伞脱开，着陆舱进一步减速，触及火星表面时由缓冲装置吸收掉冲击载荷，实现软着陆。
“海盗”号探测器的着陆过程是着陆舱与轨道上的轨道舱分离后，调整方向，点燃8个肼燃料单组元发动机使着陆舱离开运行轨道，下降过程中随时将信息数据发向轨道舱转回地球。着陆舱约在244千米高度进入火星大气，此时下降速度为250米/秒。随后抛掉防热罩，在约5.7千米高度张开直径为16.2米的大降落伞，使着陆舱稳定下降并迅速减速，到达1.4千米高度时抛掉降落伞，点燃缓冲火箭，使下降速度由64.7米/秒减至2.67米/秒，着陆腿触及火星表面，缓冲器吸收最后的冲击载荷，同时着陆敏感器随即关闭缓冲火箭发动机，实现软着陆。
“横厂”2号机
1931年日本制成了“横厂”2号机。“横厂”2号机，净重520～570千克，翼展8米，机长6.69米；装一台五缸气冷活塞式发动机，功率为96千瓦；最大飞行速度每小时168千米，续航时间4.4小时，可见这是一种很小的飞机。
“海盗”号探测器
美国于1975年8月20日和9月9日发射了两个“海盗”号探测器，用于探索火星上有无生物。这两个“海盗”号探测器由轨道飞行器和登陆舱组成，长5.08米，重3530千克，其中轨道飞行器重2330千克，登陆舱重1200千克，用三脚支撑，装有生物化学实验箱，测量挖掘设备，两台电视摄像机，机械手的电源。海盗1号和2号分别于7月20日和9月3日在火星表面软着陆成功，着陆40分钟后就将第一张火星彩照发回地球。它们分别在火星上工作了6年和3年，对火星进行了考察和拍照，共发回5万多辐火星照片，分辨率高达200米。特别是4次探测有无生命存在的实验，结果没有发现任何高级生命的痕迹。
海洋水色卫星
海洋水色卫星是对海洋水色要素（如叶绿素、悬浮沙和可溶性的黄色物质等）和水温及其动态变化的探测，有效载荷通常选用灵敏度高、信噪比高、光谱分辨率高、波段多、带宽窄的海洋水色扫描仪。要求空间分辨率在250～1000米，地面覆盖周期要求2～3天。发展海洋水色系列卫星的目的是：掌握中国近海海洋初级生产力分布、海洋渔业及养殖业资源状况和环境质量，了解我国重点河口港湾的悬浮泥沙分布规律，监测我国近海海面溢油油漠、赤潮富营养、电场循环水排海热污染、海冰冰情、浅海地形等。
海洋动力环境卫星
海洋动力环境卫星是对海面风场、海面高度、浪场、流场以及温度场等协动力环境要素探测的卫星，有效载荷通常是微波散射计、微波辐射计、雷达高度计等，并具有多种模式和多种分辨率。发展海洋动力环境系列卫星的主要目的是：利用微波散射计监控全球海洋表面风场，得到全球海洋上的风矢量场和表面风应力数据，利用雷达高度计提供全球海洋地形数据，得到全球高分辨率的大洋环流、海洋大地水准面、重力场和极地冰盖的变异。海洋动力环境卫星所获取的海面动力和海底拓扑资料，具有明显的军事价值，美国把这类卫星资料置于五角大楼控制下，尤其是实时高精度资料控制严格，绝不向别国提供。
海洋环境综合卫星
海洋环境综合卫星是对全球与近海（包括海岸带）的海洋动态环境和水色环境各种信息的综合遥感监测，有效载荷包括可见光、红外，主动、被动遥感器，如多光谱成像仪、合成孔径雷达、微波散射计、辐射计、高度计等。
海事卫星组织
海事卫星组织原是一个提供全球范围卫星移动通信的政府间合作机构，即国际移动卫星组织，国内习惯简称为海事卫星。海事卫星组织现已发展为世界上唯一能为海、陆、空各行业用户提供全球化、全天候、全方位公众通信和遇险安全通信服务的机构。海事卫星通信系统主要由同步通信卫星、移动终端（包括海用、陆用和空用终端）、海岸地球站以及协调控制站等构成。海事卫星系统在海事上的应用为直拨电话、电传、传真、电子邮件、数据连接、船队管理、船队安全网和紧急状态示位标。海事卫星系统还为海事遇险救助和陆地较大自然灾害，提供免费应急通信服务。海事卫星有多种不同的移动卫星通信系统，通过一系列终端向用户提供不同的服务。海事卫星是集全球海上常规通讯、遇险与安全通讯、特殊与战备通讯于一体的实用性高科技产物。
红外天文卫星
观测红外辐射天体的天文卫星。这类天文卫星的主要任务是用红外望远镜对宇宙空间的红外辐射源包括太阳系天体、恒星、电离氢区、分子云、行星状星云、银核、星系、类星体等进行普查，并在普查基础上绘制红外天体图和对选定的天区和红外辐射源进行专门的观测。红外天文卫星一般选用近圆形太阳同步轨道，卫星上最主要的专用观测仪器是大型红外望远镜，此外还配备有电子计算机、磁带记录器、遥测遥控设备和向地球发回观测数据的通信天线和转发器。
1983年1月25日荷兰、美国和英国合作，发射了世界上第一颗红外天文卫星（IRAS）。卫星重1076千克，取900千米近圆形太阳同步轨道，倾角约99°，周期103分钟。卫星装有一台重810千克的用液氦制冷的大型红外望远镜，焦距为5.5米，初级反射镜直径60厘米，焦面上共有62个红外探测器。卫星还装有低分辨率红外分光计、短波和长波光度计等。它于1983年11月10日因液氦制冷剂消耗殆尽而停止工作。10个月的观测结果发现：
（1）在火星和木星轨道之间有3个都绕太阳旋转的尘埃粒子环，它们可能是小行星之间相互碰撞或与彗星碰撞所形成的碎片；
（2）在行星际空间有巨大的飘游的尘埃云；
（3）第一次通过卫星发现5颗新彗星，并借助卫星观测估计出它们的轨道；
（4）在宇宙空间许多地方正在形成新恒星；
（5）数十万个以上新的红外辐射源。这些发现增进了人们对宇宙的认识并推动了红外天文学的发展。
红外探测隐身
RAH-66“科曼奇”是一种最“冷”的直升机，它把红外抑制技术综合运用到机体中，使排气温度明显降低，从而保护直升机不受热寻导弹的攻击。