向蓝天进击的探险者
在人类较早的时代，人们离开地面的尝试多是笨拙地模仿鸟类的飞行动作。约在公元1000年，一位僧侣双臂缚着自制的翅膀从塔上跳了下来，据说他的腿摔断了。
15世纪伦纳多设计的图纸中有降落伞和直升机的模型。在他之后的150年间，发明家们思索着使人升空的动力。1670年，一位名叫弗朗西斯科·德拉纳的僧侣设想制造一艘带有四只真空圆筒的飞船，以便“从空中投掷烧弹，袭击海上的船只或烧毁房屋”。由于他是位爱好和平的人士，终于放弃了这种念头。这样做不失为明智，因为他没有考虑到，要使真空的容器结实得能经受外界空气的压力，那飞船就重得飞不起来。
18世纪时，法国的蒙哥尔费兄弟发明了热气球，人类终于第一次离开了地面。据说，兄弟中的老大，造纸业者约瑟夫’蒙哥尔费看到烟沿着烟囱上天，就突发奇想，把纸包放到火焰的上方，看着纸包在热空气的作用下冉冉升起，他于是萌发了制造热气球的灵感。1783年11月21日，两位法国人乘着蒙哥尔费的热气球上升到900多米的空中，在巴黎上空航行了8公里。
1785年，气球学家布兰查德和他的美国赞助人坐在巨大的氢气球的吊舱里，希望借助拍打翅膀的装置和推进器飞越英吉利海峡。他们在英吉利海峡边的峭壁上升空，在离开法国海岸约10公里处气球失去了高度。他们先是抛下舱里的装备，随后连身上穿的衣服也大部分抛到海里。孤注一掷的措施奏效了，两位幸运的人穿着内衣平安地降落在一片森林里。
布兰查德乘坐的气球上安装的鼓翼装置在这次飞行中到底起了什么作用，谁都说不清楚。但它毕竟是空气推进器方面的一次有益的尝试。既然乘气球飞行已经成为现实，于是设计者们把注意力转向如何控制飞行，由此产生了一些稀奇古怪的设计。
最古怪的想法来自一位不知名的美国设计者。他在1865年的一本杂志上刊登了一篇文章，建议用老鹰来载人。他的建议是这样的：用挽具在一个圆形框架的周边拴住10只老鹰；驾驶员坐在中央的篮子里，用缰绳来驾驭老鹰飞高或飞低。但他没有说明到哪儿去寻找10只乐意合作的老鹰。
考虑用蒸汽的力量作为动力源的设计者当然也不乏其人，其中有一位是机关枪的发明者海勒姆·马克辛。1894年，他制造了一架蒸汽动力的双冀飞机。这架飞机翼展38.1米，用2台每分钟消耗75升水的强有力的蒸汽机驱动2只螺旋桨。这架飞机在第一次，也是仅有的一次试飞中，短暂地离开了地面一段时间。
和马克辛的巨大喷汽飞行器形成鲜明对比的，是德国人奥托·利连索尔建造的雅致无声的滑翔机。他于1891年起进行滑翔试验，通过移动身体来控制飞行。到1896年他死时止，他一共弹射起飞了2000多次，飞行距离每次达到180米以上。
在另一个方面，由气球脱颖而出的第一艘飞艇于1852年间世。这是法国工程师亨利·吉法德发明的。它长40米，由一台3马力的蒸汽机驱动。1852年9月24日，吉法德乘着它进行第一次飞行，飞艇由巴黎起飞，以每小时9.66公里的最高速度飞行了27.4公里。然而，这种比空气轻、使用动力的飞艇的切实可行性，直到19世纪末才由巴西人艾伯特·桑托斯·杜蒙和德国人费迪南德·冯·齐伯林的实践而得到有力的证明。1900年，世界上第一架硬式飞艇由冯·齐伯林驾驶起飞，时速达到32公里。
在比空气重的飞行器领域，做出杰出贡献的是乔治·凯利爵士。他认识到飞船必须安上翅膀，要有独立的推进系统。他设计了许多具有翅膀、方向舵和升降舵的滑翔机，并论证了固定翼飞机的可行性。他于1799—1809年间所做的工作奠定了现代空气动力学的基础，堪称航空之父。
又过了loo年，在北卡罗来纳州的基蒂霍克，怀特兄弟驾驶着有史以来第一架有动力的飞机升空成功，那是1903年12月17日的事。那天他们飞了4次。第一次只持续了12秒钟，但第4次持续了59秒且飞行距离达到260米。
不久以后，怀特兄弟造出世界上第一架实用的飞机：飞鸟三号。这是一架能倾斜、转弯和飞行半个小时的16马力的双翼飞机。
1908年，威伯·怀特在法国驾驶着改进过的飞机，在接近2小时的时间内飞行了96。56公里。
怀特兄弟从根本上变革了航空研究的方法，使动力飞行的早期问题得到了解答。
液体火箭挑战地球引力
19世纪后期到20世纪初，涌现出许多富于探索精神的航天先驱者。他们对航天事业的早期发展作出了重大贡献，其中影响最大的除了齐奥尔科夫斯基，还有美国的科学家罗伯特·戈达德。
齐奥尔科夫斯基对火箭理论的研究为人们展现了火箭技术的光辉前景。而远在大西洋彼岸的罗伯特·戈达德却是把火箭理论引用到实践去并试验研制出世界上第一枚液体火箭的伟大科学家。
戈达德和齐奥尔科夫斯基一样，从小幻想要飞向月球，让凡尔纳的梦想成为现实。1908年大学毕业后，他考人克拉克大学攻读物理学硕士、博士学位。这时，他开始研究液体燃料火箭，其中包括液氢液氧推进剂研究。1919年，戈达德发表了著名的《达到极大高度的一种方法》的论文，他指出：从理论上说，制造一种足以脱离地球引力并击中月球的火箭，是完全可能的。在论文中他不仅列出为达到400英里高度的火箭起飞的速度，还给出了足以摆脱地球引力而落
在月球上的火箭飞行速度。论文一经发表，立即在全世界的科学界和军事界产生巨大轰动。从此他的名字就和火箭联系在一起，成为人们经常议论的话题。
为了把理论付诸实践，戈达德开始设计制造世界上第一枚液体燃料火箭。制造火箭过去只在理论上有过，设计上有很大难度。戈达德首先制造了一种液体输送泵，然后设计燃料发动机。经过几个月的努力，戈达德最后完成了小型液体火箭的设计，并于1922年4月在巴塞州奥本郊区的沃德农场开始一系列静态试验。
第一次静态试验因火箭发动机发生爆炸而失败，戈达德意识到设计上的失误，重新开始设计液体燃料发动机及各种部件。
经过几年的努力奋斗，戈达德终于制出用煤油／液氧发动机推进的液体燃料火箭。1925年11月，在克拉克大学实验室进行了火箭静态试验后，戈达德获得了供飞行试验的液体火箭样机。1926年3月16日，在沃德农场，世界上第一枚液体燃料火箭成功地进行了飞行试验。
那天清晨，戈达德和助手们早早地来到农场的火箭发射地。他们检查了发射架，把一枚长3.04米、重5.5公斤的小型液体火箭安装到发射架。全部准备工作完成时，已经是下午2点30分了。这时戈达德让助手们退到十几米外的观测点，自己则走到火箭旁去点燃火箭。点火后，他迅速跃入事先挖好的掩体，全神贯注地注视着点着火的火箭。
随着“嘭”地一声闷响，液体燃料火箭底部喷射出熊熊火焰，离开发射架向空中冲去。2.5秒后，火箭上升到大约12米的高度。然后，火箭急速拐弯下降，最后坠落在离发射架60米远的地方。
虽然这种火箭还不理想、不能飞向天空，更不能去撞击月球，但它第一次打开了世界现代火箭技术的大门，使人类在通往宇宙的道路上迈开了可喜的一步。
戈达德先后取得了212项航空航天学的专利，如陀螺控制系统、冷却系统等，为人类航空事业作出了特殊贡献。
戈达德在火箭技术研究领域的成功，极大地鼓舞了那些致力于现代火箭研究的人们。从此，世界上有更多的科学家开展了现代火箭技术的研究。实现人类走出地球，飞向太空的梦想的日子一天天临近了。
加加林首航太空
前苏联的“红色月亮一号”人造地球卫星在1957年发射成功后，科学家们加强了征服宇宙的研究工作。第一颗人造卫星升空不久，前苏联又发射了“红色月亮二号”人造卫星，它载着一位乘客——一条叫“莱卡”的狗。
“莱卡”是太空探索的先行者，科学家们在它身体的各部分都缚上了科学仪器。科学家们通过这些仪器监视“莱卡”身体的各个部分，接收关于它身体状况的信息。“莱卡”在太空中活的时间虽然不长，但也表明动物是可以在宇宙飞船上生活得相当舒服的。
“红色月亮一号”和“红色月亮二号”上天后，前苏联和美国竞相发射了许多人造卫星，不断加深了对太空的了解。在此同时，载入宇宙飞船也在加紧研制中。
要把宇航员送入太空，存在许多困难。宇宙飞船在起飞时，会产生巨大的震动，宇宙飞船快速冲向天空，几秒钟就达到每小时4万多公里的速度。宇航员必须经受住加速推进的冲击，并在加速推进中理智地控制自己。所以，飞船起飞时，对宇航员来说是最危险的。
宇宙飞船降落的时候也很危险。如果飞船垂直地急剧下降，下降的速度就会太快，飞船就会与地面相撞而被摧毁。如果它不垂直下降的话，就有可能永远在太空中飘游，永远回不了地球。
人要吸进氧气，才能维持生命，太空中没有空气，宇航员要携带长途旅行所需的氧气。在飞船的有限空间里，要携带足够宇航员使用几个月或几年之久的氧气，这是件非常麻烦的事情。
飞船进入太空后，就会进入失重状态。飞船上的一切东西都被牢牢地固定住，否则就会飘浮起来。宇航员在飞船上活动时必须加倍小心，连吃饭也不自由。一部分科学家认为，如果人感到失重，就会生病。
为了早日把宇航员送入太空，前苏联和美国都发射了许多颗人造卫星，进行各种科学实验，收集科学家们所需要的资料。通过这些实验，科学家们已掌握了飞船发射、降落等各种技术。在此同时，培训宇航员的工作也在积极进行中。
要完成人类冲出地球的计划，首先是挑选和训练宇航员。尤里·加加林等12名宇航员接受了一系列艰苦的训练。
起初是意志力训练和考验，让他们学会野外自救生存能力。接着是进行模拟训练，科学家们设计和制造了“模拟器”，模拟器代表将要发射的东方号宇宙飞船，其特征和性能与宇宙飞船在太空中飞行非常相似。模拟器给宇航员某些太空条件的体验，例如失重状态和寂静孤独的感觉等。
失重是一个人身体活动失去重力(地球吸引力)阻碍时所感觉到的一种状态。在地球上，人体受地球的吸引而产生重量，其行动也受到地球引力的阻碍。在靠近地球表面的地方，地球的吸引力越大，对人体行动产生的阻力也越大。随着离开地球越远，地球的引力越弱，人的体重越轻，对人体行动的阻碍就越小。
在远离地球的太空中，人的体重可以变得很小，甚至完全失去重量，他可以从宇宙飞船中走出来，在太空中散步，而不会掉下来。宇航员在太空飞行中失重，主要是因为高速绕地球作圆周运动，离心力抵消了地球引力的结果。
每个接受训练的人，被依次单独关在模拟器里面，一名科学家操纵和控制着机器，以制造出各种不同的太空环境和飞行条件，并仔细观察模拟器中的人，还不时给里面的人发送指令。科学家可以自命一些意想不到的问题向模拟器中的人提出来，而受到训练的宇航员，就使用模拟器中的仪器和工具，努力想办法解决这些问题。
医生严密地注视着每一个受训者，研究各种条件对宇航员身体和精神的影响。使用一些特殊仪器，检查宇航员的脉搏和血压，还特别注意观察宇航员接到指令时的反应。经过反复检验最后终于挑选出了一名最好的宇航员，他就是尤里·加加林（1934——1968）。当时加加林27岁，当他接到任命他为第一位宇航员的消息时，感到由衷地骄傲。
尤里·加加林是人类的第一个真正意义的宇航员。他于1934年3月9日出生在前苏联斯莫林斯克附过的一个乡村里，他的父亲是个木匠。
聪明勤奋的加加林，从莫斯科一所飞行员学校毕业后，很快成为前苏联空军的一名优秀飞行员。那时，前苏关科学家正在寻找适合当宇航员的年轻人，加加林报名参加选拔，他决心要成为一名宇航员。
宇航员必须有健壮的身体，人身上的一点微小的病都会在太空中暴露无遗。只有身体十分强壮的人才能胜任宇航员的工作。
宇航员必须有清醒的头脑和敏锐的判断力，以确保发生事故的时候，他能果断准确地采取措施。
宇航员应该是出色的飞行员、优秀的科学家和探险家。他们必须能够熟练地使用飞船上的科学仪器，必须有操纵飞船的勇气和能力，必须有在太家进行科研工作的丰富知识。
前苏联科学家、军官和医生对加加林进行了严格的体检和各方面的考核。考核委员会对加加林感到满意，他荣幸地成为一名宇航员。
加加林当上宇航员后，又接受了长期的严格训练。他练习在失重情况下工作、走路与生活。他在模拟器中经受一次又一次加速推进的锻炼。他在科学家的帮助下，深入了解太空的情况和飞船的每一个细小部位，并熟练掌握了飞船的驾驶技术。
4月11日，拜科努尔太空中心和横跨原苏联国土遍布各地的40个雷达跟踪站，正地进行紧张的准备工作。
4月12日早，刚过5点钟，医生就把加加林唤醒，仔细地复查了他的身体，结果健康状况非常好，没有发现任何问题。
在拜科努尔，人们可以看到，东方号宇宙飞船和运载火箭耸入蓝天，准备起飞。火箭高37.5米，连它所带的燃料一起，总共有500吨重，而宇宙飞船本身重约4.5吨。
加加林穿着特制的宇航服，从容不迫地走向飞船，爬进座舱，一边检查舱内仪器，一边等待起飞的命令。一会儿，从无线电传来控制中心的声音，告诉加加林准备起飞。几分钟之后，拜科努尔发出一声巨响，火箭射向天空。
火箭刚刚发射离地，突然的剧烈作用，引起宇宙飞船内部压力增大，超重现象发生了。此时的压力大到使加加林很难移动，他感到自己的脖子好像要被折断了，而整个身体好像要爆炸。过了一会，压力开始减小，加加林也渐渐感到好了一些。
加加林躺在弹射椅上。供给他座舱呼吸的空气来自设备舱的氧气瓶和氮气瓶，其压力与地面正常大气压一样。生命保障系统的生活物质，可供宇航员使用10天。这艘宇宙飞船有两套控制系统，既可以由地面控制中心自动控制，也可以由字航员手动操纵。
火箭顶着飞船，上升到320公里的高空，脱去最后一级（第三级）火箭，进入绕地球运转的轨道。
加加林独自一人坐在飞船中在太空飞行，他向外张望，看到了下面的地球。他发现地球是弯曲形的，地球的一边受太阳照射，像月亮一样发光，以前还没有人看到地球发光呢!加加林是身在地外观察整个地球的第一个人，他的心里格外激动。
东方1号宇宙飞船的飞行速度为每小时28259.3公里，其轨道近地点为181公里，远地点为327公里，与地球赤道面夹角为64.95度。加加林感觉到了失重现象。
在这次太空旅行期间，遍布苏联各地的40个雷达站，一直紧紧跟踪并报告宇宙飞船的位置；在控制中心，专家们注视着电视屏幕和电脑，并通过无线电和加加林讲话。加加林向地面控制中心报告说：“飞行正常，经受失重状态良好。”没有发生任何故障，飞行完全成功。
加加林驾着东方1号宇宙飞行船绕地球运行一圈，共飞行40867.4公里，用了一个半小时。当它完成轨道飞行任务时，点燃了一枚小型火箭，飞船便减慢了速度，脱离轨道登上返回地球的路程。
返回地球的路仍然充满危险。因为宇宙飞船要从空气十分稀薄的外太空重新返回浓密的大气层。这就涉及进入地球大气层的速度和角度问题。宇宙飞船在太空中以28000公里的时速飞行，那里几乎没有空气阻力，当然也就没有什么摩擦力。如果它以这样大的速度垂直进入大气层，所产生的巨大摩擦力会形成强烈的高温，就将烧毁飞船。另外一种危险是大气反弹，当宇宙飞船进入大气层的角度不对时，它就可能被重新反弹出去，重新进入太空。
在120公里高空，进入地球大气层的宇宙飞船只有与包围地球大气的球形切面成5.2－7.2度角时，才能安全返回地球（大于7.2度将被反弹，小于5.2度将烧毁)。为避免这些可怕的危险，拜科努尔地面控制中心精确地控制了宇宙飞船的飞行方面，以适当的角度进入地球大气层，并减低了速度。
尽管如此，东方1号宇宙飞船仍然受到大气摩擦，使金属外壳被加热升温变成红色。东方l号宇宙飞船像个大火球一样，急速地向地面冲下来。
另一枚火箭点燃，东方1号宇宙飞船继续放慢速度，在离地面7公里的高度时，先后打开了两个降落伞，靠强大的空气阻力拖住宇宙飞船，帮助它把速度迅速降低到每小时35公里。最后，东方1号宇宙飞船悬在几个张开的大降落伞下面，徐徐下降，轻轻地落在莫斯科东南805公里的萨拉托夫——一个偏僻乡村的田野。迎接他的是他的妻子和女儿，全家终于又团聚了。苏联人民热烈欢迎这位从太空凯旋归来的英雄。
加加林乘东方l号宇宙飞船进游太空，是人类进行的第一次太空旅行，他经受了人类历史上一次重要考验。这次旅行证明了人体机能完全能承受火箭起飞时的超重负载，也能适应太空飞行中的失重环境，这就为人类进入太空征服宇宙开创了先例。加加林的太空之行证明人类可以安全地在太空航行，人类通向太空的道路终于打被通了，人们永远不会忘记这位勇敢的探险者。
地球外人类的第一个脚印
月亮，是地球的卫星，它和地球的平均距离为384401公里，它的直径为3476公里（是地球直径的1/4）。每当一轮明月垂挂夜空，柔和的月光泻向大地，在人们面前展现的是一幅多么壮美的画卷啊，人类早就梦想飞往月球，中国就有嫦娥奔月的动人传说。可是，我们要想离开地球，在宇宙自由翱翔，首先就要摆脱地球的引力和克服大气层的阻力。
要摆脱地球的引力，就需要非常强大的的动力。因为从地面将飞行器发射进入宇宙空间需要极快的速度（即宇宙速度），一般飞机发动机是无法提供如此巨大的动力的。直到20世纪初叶，前苏联科学家齐奥尔科夫斯基提出火箭飞行理论后，人类到太空中去航行才有了实现的可能。可是，宇宙速度有三级：当人造星体具有7.9公里/秒的速度时，它受到的离心力就和地心引力平衡抵消，围绕地球运用行，不再落回地面，这是第一宇宙速度（环绕速度）；人造星体速度达到11.2公里/秒时，可以脱离地球引力，在太阳系中运行，这是第二宇宙速度（脱离速度）；人造星体速度达到16.7公里/秒时，就可以脱离太阳系而进入其它星系，这个速度叫第三宇宙速度。一枚火箭不可能携带入太空的足够燃料，为解决这一难题，齐奥尔科夫斯基在1929年又提出多级火箭的构想，建议利用多级火箭来克服地球引力获得进入宇宙空间所需的速度。人类进入太空的大门终于打开了。
1957年10月4日，前苏联成功发射了人类第一颗人造地球卫星“红色月亮一号”。这颗直径为50厘米的小小金属，从大气层外发回的信息，令世界各地的科学家都深受鼓舞。翌年，美国也成功地发射了一颗人造地球卫星。随后，前苏联和美国又发射了许多人造卫星和载人宇宙飞船，加深了对太空的了解，为登月作了充分准备。
1969年7月16清晨，在美国肯尼迪角宇航基地的周围，聚集起100多万人等待着观看“阿波罗11号”飞船飞往月球的发射。
三个美国宇航员已登上“阿罗波11号”的指挥舱，躺在各自的位置上，他们都是39岁。尼尔·阿姆斯特朗已有20多年的飞行经历，曾在1966年乘“双子座8号”飞船绕地球飞行，这次担任“阿波罗11号”的指令长。躺在阿姆斯特朗旁边的是巴茨·奥德林，他熟谙机械，体格健壮，是一个理想的宇航员。躺在奥德林另一侧的是迈克尔·柯林斯，他曾就读于著名的西点军校，后来参加空军，这次他担任指令舱驾驶员，当他的两位同伴登月时他将驾驶指令舱留在绕月轨道上。他们三人为了这次航行，经历了长时间的严格训练和艰苦工作。他们对太空中的和月球表面的情况都进行了深入的了解，掌握了一切需要的知识和技能。他们对阿波罗飞船的任何一个部位都了如指掌，以便在必要时进行修理。他们反复练习着在失重情况下走路和工作。为了适应太空中寂寞的环境，他们被长时间关在一个黑暗而又阴森的小房间里……宇航员在太空必须自始至终与同伴融洽相处，他们都是能很好控制自己的人，长期的合作更加深了互相了解。
发射前的倒数计数开始了，时间在一秒秒地向美国东部夏令时间上午9时32分靠近，这是“阿波罗11号”的发射时刻，也是抓住地球人眼球的激动人心的时刻。