进入太空第一人——加加林
1961年4月12日，在前苏联的拜科努尔发射场上，竖立着5个集束而成的A-1运载火箭，它的顶端安放着球形的“东方1号”载人飞船，宇航员尤·里·加加林（1934—1968年）身穿宇航服坐在飞船载人舱内的弹射椅上。莫斯科时间9时7分，火箭点火起飞。随着速度的加快，超重增大，加加林感到有一种不可抗拒的力量越来越大地把他压在座椅上。当第三级火箭开始点火，将飞船的速度加速到第一宇宙速度7．9千米每秒后，飞船进入近地点高度181千米、远地点高度327千米的预定轨道上。此时超重现象消失，出现失重，加加林向地面报告，所有没固定的东西都飘了起来。
飞船绕地球飞行一周，经过108分钟后，安全返回地面，加加林由此成为世界上第一位乘飞船环绕地球飞行的人类航天员，开创了世界上载人航天的新时代。
加加林是一位乡村木匠的儿子，他童年是在斯摩棱斯克区的克鲁什纳村渡过，后来随全家迁到格查茨克小城。15岁时，加加林停止中学学习进工厂干活，以便从经济上帮助家里。他虽然干着繁重的体力劳动，但是仍每天坚持去工人夜校上学，并在毕业后以优异成绩考取了萨拉托夫的一所中等技工学校。正是在萨拉托夫，加加林开始了他的飞行生涯。他先加入航空俱乐部，后来又进入航空学校，成为一名空军飞行员。前苏联招收宇航员时，加加林幸运地成为第一批6名宇航员中的一名。
为什么单单选中加加林作为第一位太空人？这是因为他具备如下无可争辩的品格：坚定的爱国精神，对飞行成功的坚定信念，优秀的体质，随机应变的智能，勤劳、好学、乐观、勇敢、认真、镇静、淳朴、谦逊和热忱。此外，当时前苏联领导人赫鲁晓夫（1894—1971年）指示第一名太空人必须是纯俄罗斯人。
在载人飞行前，前苏联共用生物火箭、卫星和飞船进行了38次动物飞行实验，以解决一系列复杂的技术问题和医学、生物学方面的问题。1951年用火箭将两只狗送入高空，并安全返回。1957年11月发射了第二颗卫星，它载有小狗莱伊卡，取得了许多第一手资料，由于当时无法回收卫星，一周后便安排小狗服毒自杀。1960年8月前苏联成功发射了载有2条小狗、50只老鼠的太空飞船，并成功地回收。1961年3月25日又把载有模拟人和一只小狗的飞船送入地球轨道，并安全返回。宇航员穿的宇航服也在小狗身上进行了实验，验证宇航服对人的生命是否能起到保护作用。至此，前苏联做出了载人飞行的决定。
加加林所乘坐的“东方1号”飞船是前苏联的第一代宇宙飞船，也是世界上第一个载人飞船，它连同末级火箭在内总长7．35米，重4725千克。它由密封载人舱和仪器舱组成。上面的载人舱呈球状，乘坐一名宇航员，有舱口和3个观察窗，供宇航员进出、施放降落伞、通向仪器舱和向外观测使用。载人舱温度20℃左右，气压与地面一样，氧气与氮气、水蒸气按一定比例混合后由一个特殊装置送入舱内。仪器舱装有供应飞船电能的电池、储气瓶和各种设备等，它在飞行中控制飞船的飞向，返航时作为飞船脱离末级火箭后的动力装置，它再次进入大气层时被抛弃。
在108分钟的飞行中，加加林经过了白天和黑夜。由于沿轨道飞行的飞船一直在缓慢地旋转（防止飞船某一部分温度过高）从同一窗口向外看，一会儿是地球，一会儿是月球，一会儿是灿烂的太阳，一会儿又是漆黑的太空。加加林向地面指挥所报告：“看到的太阳比地球上的亮几十倍、几百倍，非常刺眼。看到的地球好像一个大彩球，一个蔚蓝色的光环罩着地球，环带颜色不断变化加深为海蓝色、深蓝色、紫色……”
当飞船返回地球进入大气层时，载人舱与仪器舱脱离，气动摩擦使载人舱外部的温度高达数千度，被熊熊火焰包围。由于舱外涂有一层厚厚的可耐5500℃高温的保护材料，舱内温度仍在20℃左右。在距地面7700米时，加加林和座椅一起从载人舱弹出，一会儿3顶降落伞张开，加加林与座椅分开，安全降落到地面。
加加林的首次飞行，震惊了全世界，从此开始了载人航天的新纪元，以后4月12日就作为“航空航天国际纪念日”。
加加林在成功地完成首次载人航天任务后，进入茹克夫基航空工程学院学习，并出色完成学业。
1968年3月27日，加加林在准备参加第二次航天飞行的训练时不幸遇难，时年仅34岁。
航天飞行中的超重与失重
在太空飞行时，宇航员会遇到两种不同的情况，这就是超重与失重。加加林在第一次遨游太空时曾有过被紧紧压在座椅上和完全感受不到自己重量的奇异感觉，这前一种现象叫“超重”，后一种叫“失重”。
我们知道，物体重量是由于地球的吸引而使物体受到的力。物体的重量可以用弹簧秤称出来。当物体和弹簧秤静止时，弹簧秤的读数就等于物体的重量；而当挂有物体的弹簧秤急剧上升或下降时，弹簧秤的读数就大于物体的重量或小于物体的重量了。这种当物体存在向上的加速度时，它对悬挂物的拉力（或支撑物的压力）大于物体的重量现象，称作超重现象；当物体存在向下的加速度时，它对悬挂物的拉力（或支撑物的压力）小于物体的重量现象，称作失重现象。
我们可以用一个简单实验来解释加速度是如何导致这两种现象发生的，说明为什么人在很短时间内会突然变“重”或变“轻”。先看超重：若一个人站在电梯内的台秤上，他受到向下重力，mg（g=9．80米／秒2，地面处重力加速度）和台秤向上支撑力N。当电梯静止或匀速运动时，根据牛顿第二定律：N=mg；根据牛顿第三定律知道，台秤对人有一向上的支撑力，人同时也给台秤一向下的同等大小的压力N‘（图中未画出），因此台秤的读数N’即为人体的重量，也就是人受到的重力大小。
当电梯以加速度a越来越快地上升时，人体所受支撑力为N1，根据牛顿第二定律N1-mg=ma，即N1=mg+ma，所以这时台秤所显示读数大于人体的重量，发生了“超重”，这就是加速度造成的。加速度越大，超重现象越明显。航天器发射时，向上的加速度不断增大，宇航员就会感到被紧紧压在座椅上。航天器返回地面时，加速度与速度方向相反，速度急剧降低，这时N2=mg+ma，同样出现超重现象。
在航天飞行中，若发射与返回时的加速度a=10g，则宇航员的体重将超出10倍，就是说他要承受正常重力环境下11倍的体重冲击！由于返回地面持续时间相对长，这10g的超重状态对宇航员危害更大。超重将影响宇航员的正常生理功能，使软组织受压，人变胖、变矮，改变血液的正常流动，当a=7g时血液会像铁水一样重，当达到a=8g-10g时，血液将会像水银一样重。处在失重状态下，人的血液流向下身，头部供血不足，人会感到眼前发黑，而宇航员经过特殊训练后能够经受住飞行中的超重冲击，同时还能在超重情况下驾驶航天器和操作通迅设备与地面联络。
明白了超重产生的原因，失重现象也就好理解了。当电梯以加速度a下降时，台秤对人体的支撑力为N3，根据牛顿第二定律mg-N3=ma，即N3=mg-ma，此时秤的读数小于人体重量，发生了“失重”。如果向下的加速度等于重力加速度g，则台秤读数为零，表示完全没有重量了。航天器沿地球轨道运动时，它有一个向下的向心加速度，这个加速度等于航天器高度处的重力加速度，所以航天器便处于失重状态。根据理论分析和空间飞行实践，航天器在太空并不能形成零重力，由于太阳光的压力、地磁场作用力、内部人员走动、机器运转时的振动和陨石的撞击等等影响，航天器内部实际是处于微重力环境下。
应当明白处于超重或失重状态时，人体所受重力始终存在，大小也没有发生变化，只是人体对支撑物的压力发生了变化，所以好像人的重量改变了。
在航天器进入轨道后，随着超重现象的消失而出现的失重，使宇航员及没固定的东西都漂浮在空中，人可以轻易举起很重的物体。因为没有重力也就没有上下之分，人可以头朝下工作。当加加林在首次航行中，准备用笔记下航天日志时，感到在失重情况下写字有些费劲，并且放下笔时系笔的带子松开，笔飘走不见了（后来宇航员上天便携带特制的太空笔）。
在失重情况下，还出现许多与地面上不同的物理现象，如铅球会浮在水面上，油和水均匀混合在一起，水中的气泡不会自动上浮逸出。这时物体没有轻重之分，液、汽体中的物体也无所谓沉浮，不同比重的物质之间的分层和沉淀消失，液、汽体中的对流现象消失。因此，许多要求很高的合金、半导体材料及产品不能在地球上制备或要付出很高代价制备，而在太空失重条件下却较容易制备和生产，从而将诞生一门新产业——空间工业。
长期处于失重环境下同样影响宇航员的身体健康，使人产生类似晕车晕船的感觉，出现腹部不适、面色苍白、恶心、呕吐和昏眩症状。一旦出现这些症状就表明发生了太空生活中难以避免的“空间运动病”，一般几天后可自行消失，而且并非每人都有这种症状，程度轻重也不同。失重也会影响宇航员的正常生理功能，血液大量涌向头部，脸部浮肿，使血液循环系统和平衡系统功能性紊乱，血液中的红细胞明显减少，肌肉松弛，人变瘦变高，味觉迟钝，人向体外排出的钙、磷无机盐增多，造成骨质疏松、心血管功能减退等等。
由于失重和超重现象的存在，即使经过严格挑选的宇航员若不通过专门训练，也不能胜任航天任务。早期航天器发射初的加速阶段宇航员要承受正常重力6倍的压力，这并非每个人都能承受的了的，况且宇航员还要进行飞船驾驶及通讯联络等任务，并要反应灵敏，在特定环境下照样完成任务。所以，那时宇航员多从喷气式飞机驾驶员中选拔，身高、年龄、体质、飞行时间、学历及国籍等都有相当苛刻的规定。随着航天生命保障系统的不断完善和航天器容积的扩大，同时由于一些需要参加航天飞行的专家不具备军人所特有的强健体格和飞行经验，故许多条件已经放宽，使那些经过检查合格的各行各业专家，甚至普通公民，通过宇航员训练完全能进入太空从事科学实验，当然负责飞行驾驶的宇航员及指挥长还是有严格要求的。
选拔出来的人员除了要经过一系列理论、体质、航天模拟训练及心理测试外，超重与失重模拟训练是重点训练之一，要训练入选者对超重的耐力及超重情况下操作航天器和仪器设备的能力；失重环境中如何衣、食、住、行和工作。进行失重模拟训练，还可以抵御空间运动病，保证飞行安全。另外，入选的科研人员也要掌握航天器的操作方法，懂电器、救生和应急系统的使用，每个宇航员都要尽量熟悉分工以外的工作，以防万一。可见，要想成为一名正式的宇航员，必须经过严格训练，淘汰劣者，优中选优。
2003年，10月15日，我国自行研制的“神舟”五号载人飞船发射成功，将我国航天员扬利伟同志送入太空，并于16日安全返回地面。神舟五号的成功发射标志着我国航天技术已经走在了国际的前列。我国成为了成功进入太空的第三个国家。
继神舟五号载人飞船之后，我国在2005年10月12号又成功地发射了神舟六号载人飞船。在历时115小时35分钟的飞行后，神舟六号又于17日凌晨按时返回地面。这次的神六发射成功标着我国历史上又迈出重要一步。
“阿波罗”登月计划
激烈的竞争
前苏联1957年10月发射了世界第一颗人造地球卫星之后。又于1961年成功地发射了世界第一种载人宇宙飞船，加加林成为人类有史以来的第一位太空人。美国也不甘落后，在加加林进入太空24天后，进行了一次“水星”号载人飞船的亚轨道飞行试验，但没有进入轨道。1962年美国宇航员约翰·格伦乘“水星6号”飞船上天，绕地球飞行3圈后安全返回，成为美国进入太空的第一人。前苏联在1962年8月又分别发射了“东方3号”和“东方4号”飞船，在轨道上进行了首次编队飞行。
前苏联和美国在20世纪60年代初均成为载人航天技术大国。载人航天代表着人类对空间新领域的占领，载人航天技术又是高技术中的尖端，它的成就反映了一个国家经济、国防和科技实力及政治、外交上的优势。所以，美国和前苏联不惜钱财，不管风险多大，都拼命地发展载人空间技术，展开了激烈竞争，以便自己的宇航员能捷足先登。在先后把本国宇航员送上天空后，他们便把目光瞄向了月球。
月球是离地球最近的天体，月球上一昼夜约是30天，它周围没有大气。由于月球的自转方向与它绕地球的公转方向相同，自转周期也和公转周期相同，所以月球有一面始终背向地球。关于月球有许多美丽的传说和神话，但是月球上到底是什么样？它是如何形成的？月球运动是如何影响地球的等，许多问题一直困扰着人们。当人类航天技术取得很大发展后，月球就成为人类要征服的第一个天体了。
最先向月球发起冲击的是美国，先是进行无人探测。从1958年8月起，连续向月球发射4枚火箭，但均告失败。1959年1月2日，前苏联向月球发射了第一个无人探测器——“月球1号”，也告失败。1959年9月14日，前苏联发射的“月球2号”无人探测器成功命中目标，成为人类派往月球并成功到达的第一个使者。由于它使用硬着陆技术，“月球2号”探测器的仪器舱在撞击月球的一瞬间即彻底毁坏。同年10月4日，前苏联又发射了“月球3号”无人探测器，对月球背向地球的那一面进行了40分钟拍摄，并把信号发回地面，揭开了月球背面的真面貌！
面对前苏联人的成功，美国奋起直追。1959年12月美国制定了在月球上硬着陆技术的“徘徊者计划”。从1961年起美国发射的6颗“徘徊者”均失败，直到1964年7月28日，“徘徊者7号”命中了月球表面的“云海”，在撞击前17分钟里，6架摄像机共拍摄了4300多张月面逼近照片，这是人类见到的第一批特写镜头。1965年美国发射了“徘徊者8号”、“徘徊者9号”探测器，共发回1．3万多张高清晰度照片及大量测量数据。
