航天飞机
航天飞机与普通飞机不同，它是往返于地球表面和近地轨道（距地面185～1100千米的椭圆形轨道）之间的、可以重复使用的大型运输工具。由于它是靠火箭发射的，所以航天飞机可以冲出大气层，“饱览”空中的美景。
航天飞机对人类有着十分广泛的用途，它可以携带卫星，并可将卫星放置在天空中的任意位置；它还可以在天空中及时修理出了毛病的卫星；能很方便地回收各种各样的卫星；作为交通工具，它可以向真正的人造“天堂”——航天空间站，运送宇航人员、物品，运送建造航天站、太空太阳能电站等大型空间建筑的材料；航天飞机甚至可以作为空中的公共汽车，往返于地球与太空之间；在军事上，它可以对地面、空中的目标进行跟踪、侦察、拍照等等。
航天飞机的特点
航天飞机靠火箭发动机提供动力，既可以在稠密的大气层中穿行，又能在星际空间中自由翱翔，它是集卫星、飞机、宇宙飞船于一体的飞行器。因此跟别的飞行器相比，它有自己的特色。
航天飞机是世界上惟一可以部分重复使用的航天飞行器，可以实现规定点着陆和无损返回。
它把物体送入太空的费用只是其他太空飞行器的10％。航天飞机的货舱，一般长18米，直径约4.6米，可容纳30吨左右的货物。这样大的容积比起运载火箭整流罩内的小小空间就宽敞多了。由于它的货舱大，使用面广，所以完成的工作量大，一次可以装载一颗大型人造天体或一批小型人造天体，并且可以利用机械手在轨道上布置任何类型的人造天体。
由于航天飞机起飞容易，回归迅速，能够像普通飞机那样进行定时维修和保养，因此大大提高了使用次数。
航天飞机与载人飞船的区别
航天飞机与载人飞船都是人们早有所闻的航天器。航天飞机在外形上很像普通飞机，不过它是靠运载火箭发射和升空的。它功能多、用途广，既可载人运物，又可在太空发射卫星。它能在机场上降落，并可重复使用。载人飞船在技术上较为简单，主要用于各种载人航天技术试验，进行空间站人员救生和各种科学研究等。载人飞船虽也是靠运载火箭送入轨道的，但不能重复使用。现在，航天器在造福于人类的同时，又将战争从陆地、海洋、天空扩展到外层空间。
空天飞机
目前，航天飞机是人类探索太空的主要工具，不过，科学家已经在研制比它还优越的空天飞机了。
与航天飞机一样，空天飞机是可以在地面与太空之间来回飞行的运输工具，所不同的是，航天飞机需要火箭推进飞入太空，而空天飞机是由普通飞机用的涡轮喷气发动机驱动，只不过用的是液氢燃料。空天飞机能以每小时1.6～3万千米的速度在大气层内飞行，而且可以直接加速进入环绕地球运行的轨道，返回大气层后，又可像飞机一样在机场上着陆。
空天飞机在飞行时，由于和地球大气层产生剧烈摩擦，它的头部和机翼前缘的表面温度可达2760摄氏度，因此，空天飞机对材料的应用要求比航天飞机还要高。与航天飞机相比，空天飞机不需要规模庞大、设备复杂、造价昂贵的发射场，并且空天飞机完成一次飞行后，经过一星期的维护就能再次起飞，这样，就大大降低了成本。
航天母舰
我们大家都知道，发射卫星、飞船和航天发射场的位置应设立在尽量靠近赤道的低纬度地区，因为只有在纬度为零情况下，航天器才能达到最大的速度优势：火箭速度加上地球自转速度。像俄罗斯的拜科努尔发射场、美国的卡纳维拉航天中心、法国的库鲁以及日本的内之浦宇宙发射场、中国的西昌卫星发射中心等，都是基本符合这一条件的优良的航天发射基地。
不过，不管哪一个发射基地，都有不足之处，因为它限制了航天器轨道平面的倾角方案和用于其他目的的发射能力，有时还受到气象条件的干扰。于是，有人就想，如果建造一艘大吨位，能从赤道附近的国际海域发射航天器的“航天母舰”的话，不仅纬度的优势将更明显，而且以上几点不足也将消失。此外，从海上发射有助于选择任何一个合适的地点、时间发射，发动装置和其他一些珍贵的零部件也可能得到再次利用。这一设想也许很快就能变成现实。
原子能航天母机
谁都知道航空母舰是海上的霸王，它可以装载几十架作战飞机，并且可以在它巨大的甲板上起飞和降落。但海上霸王固然威风，但也有不足之处，那就是它只能使飞机飞上天空，而不能使飞机飞向太空。
那么，有没有这样一种运载工具，既能把飞机送入太空，又能让飞机安全返回？那就是科学家们梦想中的“航天母舰”——未来的航天母机。
未来的航天母机不是漂浮在海上，而是航行在天上，是天上的霸王。
原子的体积极小，一亿个原子排列成一条线，还没有一个成人的小手指甲那么大。原子虽然个头小，它的能量却大得惊人。1公斤的铀全部裂变可产生182亿千卡的热量，相当于2600吨标准煤全部燃烧所放出的能量。
如果用原子能作动力，制成原子能航空发动机，那么，只要装上0.5公斤的原子燃料，就可以连续飞行十几万千米。
以原子能为动力的航天母机是个庞然大物，它长为300米，宽45米，总重量为2100吨，由4台原子能涡轮喷气发动机推动飞行，绕地球飞行一周约需6个小时。
宇宙飞船型航天母机
向太空发射宇宙飞船已经不是什么非常难的事，人类目前可以将几百吨重的宇宙飞船送上太空，随着科学的发展，人类一定会将更大的飞船送上太空。
飞艇型航天母机
飞艇对我们来说都挺熟悉，从1852年世界上第一艘飞艇升空开始，这种靠充入轻于空气的气体升空并依动力推进的飞行器，曾有过一段辉煌的历史。直到1937年，著名的“兴登堡”号飞艇在载客飞行中发生爆炸，飞艇在34秒内化为灰烬，33人葬身大海，从此这种飞行器才在空中销声匿迹。
然而，“兴登堡”号惨案并没有使人类放弃对飞艇的研制，科学家们正在设计一种未来的飞艇。
未来的飞艇是一个巨型的飞艇，它长2.4千米，能载客3400人。飞艇的机壁由最先进的3米厚蜂窝状复合材料制成，艇内充入氦气，非常安全。这个巨大的飞艇由160部发动机推进，速度每小时可达160千米。
在飞艇的顶部还设有可供直升飞机和短距离起降飞机使用的跑道，在底部有一个巨大的屏幕，可向地面播放新闻、娱乐等节目。由于飞艇太大了，无法在地面停降，它只能长期处于飞行状态，因而它作为母艇还有6艘小飞艇，这些小飞艇可以与母艇连接或分离，作为与地面联系的交通工具。
飞翼型航天母机
飞翼是指一种无机身、无尾翼，仅有机翼的一种飞行器，它具有结构简单、飞行阻力小、载重量大等特点。科学家们想用很多个这样的飞翼，在空中对接成航天母机。
航天母机一般不着陆，一直绕地球做巡回飞行。从地面上起飞的地区性飞机可直接飞进航天母机，进入航天母机后，乘客可在航天母机内的豪华餐厅或游艺宫里度过愉快的空中旅行生活，也可以换乘航天飞机到宇宙中去旅行。当乘客要返回地面时，可再转乘地区性飞机飞回地面。由此可见，航天母机又成了名副其实的空中机场。
航天母机除了可以运输旅客、起落航天飞机外，还可以当作宇宙开发基地。从这个基地，可以起飞和降落宇宙公共航班飞机或宇宙游览飞船，飞往新建设起来的宇宙城市。从这个基地还可以向太阳系发射火箭，探测更遥远的宇宙空间。
航天母机一旦研制成功，将会大大丰富人们的生活，到时人们在宇宙去游玩就像到大街上去一样方便。
用航天飞机发射卫星
航天飞机的出现，为卫星发射新辟了路径。因为它运行在近地185～1100千米的轨道上，那里几乎没有重力，因而施放卫星只需要比地面上小得多的推力就行了。加上航天飞机有高达30吨的运载能力，完全可以把各种大小的卫星先装入机舱，再带到太空中去发射。这就好比把地面的卫星发射场，搬到了太空中的航天飞机上。卫星从航天飞机弹射出来后，再让卫星上的发动机点火工作，将卫星送入预定的位置。
同样的道理，航天飞机也可以在低地球轨道捕捉和修理失效的卫星。太空中那些昂贵的卫星，有时也会突然损坏，或未能进入预定轨道，或“服役”期未满而停止工作。那些因某个零部件损坏而“短命”的卫星，如让其在太空中“流浪”，真是极大的浪费。此时，航天飞机利用机动飞行，去接近卫星，实行“上门服务”，就地“诊断修理”。有些卫星实在无法修理，就带回地面“住院治疗”。这些“绝活”，绝非是运载火箭所能干得了的。
单级入轨的航天飞机
“阿波罗”飞船连同“土星”5号三级火箭的总高度为110米，相当于36层楼高，重量近3000吨。当它从月球回到地面时，只剩下3.3米高、5.6吨重的指令舱了。航天飞机带着累赘的外燃料箱和助推火箭起飞，总重量超过2000吨，而航天飞机自身重大约为70吨。
原来，现在航天运载工具的“胃口”极大，像“土星”5号火箭发射时每秒钟要消耗15吨液氧和煤油，这些推进剂必须自行携带。因此，它们都不能用单级推进器送上太空，至少要有二级。
将来人去太空旅行就像今天乘飞机一样简单，当然不能再用多级航天运载工具。科学家为此设计了一种空天飞机，它的外形很像大型客机，可是安装着3种截然不同的发动机。
空天飞机是在跑道上水平起飞，由普通飞机用的涡轮喷器发动机驱动，但是以液氢为燃料。当加速到3倍音速以上时，改由冲压式发动机推进。这种发动机结构简单，可是必须在高超音速下工作。空天飞机高速前进时，进气道大量吞吸空气，并从中分离出氧气，源源不断地与液氢一起流进燃烧室。由于从大气层中取氧，空天飞机可以少带许多液氧上天，减轻了起飞重量。当空天飞机飞到大气层边缘时，无法再从外界获得氧气，冲压发动机又让位给火箭发动机，用自身携带的液氧和液氢作推进剂，完成最后一段旅程。
空天飞机的起飞重量仅为航天飞机的1/10，地勤人员也从1.5万人减少到100人左右。它还可以作为一种高速洲际交通工具。
“伽利略”号飞船
20世纪70年代发射的“先驱者”号和“旅行者”号飞船，使人类对木星的认识发生了一次飞跃：木星的强烈辐射和巨大磁场、频频的闪电和3万千米长的极光、形如太阳系般的众多卫星（尤其是有活火山的木卫一）、宽大而暗黑的光环等。
然而那毕竟是一些“路过”性的访问，距离较远而又行色匆匆；图像的清晰度较差，数据也欠全面，致使许多木星的奥秘尚未被揭开。因此，为了对木星进行新一轮的考察，美国宇航局已于1989年10月18日，通过“阿特兰蒂斯”号航天飞机发射了专门的探测器——“伽利略”号行星际飞船，它是迄今已发射的最复杂最先进的探测器。
“伽利略”号由探测器和轨道飞行器两部分组成。前者的主要任务是实地考察木星的大气和云层。在它“深入虎穴”的60分钟里，将先后测量木星大气层的温度、压力和大气构成，并穿越木星大气中的氨冰云、氢硫铵云和水冰云层，直至被深层大气的巨大压力压扁而殉职。
轨道飞行器中的自转部分主要研究木星的磁层，而非自转部分则同时考察木星和伽利略卫星。为此，在它预定的绕木星11圈的行程中，每转一圈都要与一颗伽利略卫星作近距交会，最近时只有几十千米，可辩明30～50米大小的表面细节。
“卡西尼”号飞船
“卡西尼”飞船以研究土星环缝并发现4颗土卫的意大利天文学家卡西尼命名，自然与土星的研究有关。它由美国宇航局与欧洲空间局联合研制。由于赴土星路程遥远，不能一蹴而就。“卡西尼”将于2000年2月越过木星时接受额外引力的支援，于2002年12月低达土星，开始它长达4年、绕土星36周的神圣旅行。作为“见面礼”，在“卡西尼”与土星相遇之初，就放出“惠更斯”探测器。“卡西尼”飞船的主要任务是勘测土星的大气磁场、环增多系统及冰质卫星等。为此，它在前3年将较多地在土星的赤道平面内飞行，在与诸卫星约30次的交往中，足以对冰质卫星进行近距考察。为了探测土星高纬度的磁层及环系统。“卡西尼”将逐步改变它的轨道倾角。在最后1年，它的轨道面与土星赤道面的倾角已是85°，足以鸟瞰土星形如密纹唱片的环带全貌。
高潮或许在对土卫六的探测。除“卡西尼”本身携带的仪器可考察土卫六的大气（尤其是寻找复杂的有机分子）、绘制土卫六的地形图外，“惠更斯”将穿过土卫六云层，最终降落于其表面。它可进一步研究土卫六的大气，更可着陆勘查，为人类提供有关土卫六宝贵的表面组成资料。这颗神秘的卫星终将被揭开神奇的面纱。
