从此以后，美国和前苏联在航天方面的竞争进入白热化，美国人竭尽全力，开始了登月计划的实施工作。这种竞争客观上推进了航天事业的发展。
人类是怎样登上“广寒宫”的
自古以来，月球就是对人类充满吸引力的神秘天体。人类最想登上的天体，第一个就是月球，因为它离地球最近，约384400千米，表面引力只是地球的1／6。传说中，嫦娥奔月，觉得月宫冷寂不堪，那么，真正的月宫到底是怎样一番景色呢？
1961年5月25日，美国正式批准了登月计划。经过8年的技术准备，美国共发射了9个“徘徊者”探测器、7个“勘探者”探测器、5个“月球轨道”环行器，了解了月球表面情况和着陆的可行性，预选了多个登月点。最后，由“阿波罗10号”飞船进行登月全过程的演练，宇航员已抵达近月面15.2千米处。到此登月计划中的准备工作已完全就绪。
1969年7月16日清晨，在美国西海岸肯尼迪航天中心，39号A发射台上的“土星5号”运载火箭等待点火起飞。火箭上端的“阿波罗11号”飞船由指令舱、服务舱和登月舱3部分组成。指令舱内，仰卧着3位人类登月的使者——指令长阿姆斯特朗、指令舱驾驶员柯林斯和登月舱驾驶员奥尔德林。
美国东部时间上午9时32分，在震耳欲聋的轰隆声中，“土星5号”火箭腾空而起，直冲天穹。4天多的航行以后，到达了月球轨道，柯林斯驾驶指令舱绕月球轨道飞行，等待接应。
7月20日16时17分，与指令舱和服务舱分离的登月舱降落在月球轨道附近的静海上。着陆后约6.5小时，阿姆斯特朗身穿宇航服，首先走出登月舱。他在5米高的平台上呆了好几分钟，使自己激动的心情平静下来，才慢慢爬下9级扶梯。
历史性的时候到来了，阿姆斯特朗小心翼翼地伸出左脚，踏上月球，在月球上印上了人类的第一个脚印。他说：“对于一个人来说，这是一小步，但是对人类来说，却迈出了伟大的一步！”人类终于登上了千百年来朝思暮想的“广寒宫”。
18分钟以后，宇航员奥尔德林也踏上了月面，和阿姆斯特朗一起，采取了22千克土壤、岩石样品，拍摄了照片，安设了月震仪、太阳能电池阵和激光反射器，最后将一面美国国旗插在了这个万籁俱寂、荒凉无比的星球上。
7月21日13时54分，两人离开月球与柯林斯会合，经2天多的飞行，载着三名宇航员的指令舱平安溅落在夏威夷西南的太平洋洋面上。至此，历时8天零3小时18分钟的人类首次登月计划圆满结束。
在探索宇宙的大事业中，人类迈出了历史性的伟大一步。
为什么火箭没有机翼也能改变方向
飞机上面都装有机翼，包括尾部的升降舵和方向舵。它利用升降舵的上下或方向舵的左右运动，来改变飞机的飞行姿态，这是因为迎面吹来的气流对这些舵面产生了作用力的结果。但是火箭大多数时间是飞行在大气层以外，那里没有空气，那么改变火箭的飞行方向靠什么办法呢？
靠的就是火箭内部的“驾驶员”——飞行控制系统。这个系统有两大作用，一是控制火箭向前飞行（由火箭发动机提供推力）；二是控制火箭的姿态（使火箭俯仰、偏航或滚动）。火箭的飞行控制系统靠敏感元件（类似人的眼睛），去“观察”火箭的飞行状态是否正常（与预定的路线作比较），如发生偏差，立即报告“大脑”（箭上计算机），经过分析思考（计算机进行各种计算），最后向执行机构（类似人的手和脚）发出修正指令，控制火箭沿正确的方向飞行。
火箭在真空环境里飞行时，如果用类似飞机的空气舵，自然就不起作用了，需改用燃气舵和摇摆发动机。燃气舵安装在发动机喷管的尾部，用石墨或耐高温的合金制成，当发动机燃烧室喷射出来的高速气流作用在舵面上时，就会产生控制力以改变火箭的姿态。摇摆发动机是将发动机安装在可变动推力方向的支架上，用改变推力的方向来达到改变火箭姿态的目的。因此，火箭的外形多是圆柱体，光秃秃的，它虽然没有机翼，但同样也能随心所欲地改变飞行方向。
火箭发射采用倒数计时是怎么回事
1927年，一批早期的宇航爱好者在德国成立了宇宙航行协会。不久，他们接受了为一部科幻电影《月里嫦娥》制造一枚真实火箭的任务。但由于缺乏经验，这枚真实的火箭始终未能制造出来，反而是制片商把一枚模型火箭先制造出来了。在拍摄影片的过程中，为了发射模型火箭，导演弗里茨·兰首创了倒数计时的发射程序。这种计时程序，既符合火箭发射规律和人们习惯，又能清楚地表示火箭发射的准备时间在逐渐减少。
10分钟准备，5分钟准备……1分钟准备，直到发射前10秒钟，而后是10、9、8……3、2、1，起飞！这种倒数计时，会使人产生准备时间即将完结，发射将要开始的紧迫感觉。
电影成为这种发射模式的先导。之后，德国在20世纪30年代制成第一枚试验火箭，以及40年代初研制“V-2”火箭时，都采用这种倒数计时的发射程序。40年代后，美国和前苏联研制的火箭和导弹，发射时也都采用了这种程序。它把火箭在起飞前的各种动作按时间程序化，既严格又科学，真是“万无一失”。
目前，世界各国的火箭、导弹和航天飞机的发射，自然就一直沿用这种倒数计时程序了。
怎么知道人造卫星在按预定的轨道运行
在太空工作的人造卫星和各种各样的航天器，都能在预定的轨道上运行。它们就像地面上的行人和车辆各走各的路一样，都有自己的运行轨道。尽管它们的轨道各不相同，但是，也像我们要遵守交通规则一样，也必须“遵纪守法”，那就是它运行轨道的平面，必须通过地球的中心。
如果它的轨道呈圆形，地心就是它的圆心；如果它的轨道是椭圆形的，那么，地心就位于椭圆的一个焦点的位置。
大多数的卫星在发射入轨时，速度往往稍大于第一宇宙速度，所以它们的轨道大多是椭圆形的。就像地球和太阳之间有近日点和远日点一样，卫星和地球的距离也是有时近有时远。人们把轨道离地面较近的一点叫“近地点高度”，把离地球最远的一点叫“远地点高度”。
人造卫星除了具有绕地球运行的固定轨道以外，还有一个重要的参数，那就是轨道的倾角。它是指卫星轨道平面和地球赤道面之间的一个夹角。
根据这个夹角的大小、轨道的近地点和远地点，世界各国的天文台就可以跟踪和计算出这颗人造卫星的运行，告诉我们这颗卫星什么时候在什么方位，看看它是否在预定的轨道上运行。
卫星的轨道倾角越大，它在地球上的投影也越大。比如，我国发射的第一颗人造卫星，选择了68.5°这个倾角，它的星下观测点可达到南北极圈以内。地球上所有有人居住的地方，它都能观测到。可是，这样一颗轨道倾角大的卫星，发射时所需的能量和费用也大。
所以，人造卫星在预定的轨道上运行，是科学家通过精心计算，进行能源配置和轨道选择等一系列的技术设计的结果。
卫星可以从飞机上发射入轨吗
发射卫星，除了主要从地面使用火箭外，近年来也开始利用飞机来发射卫星，就是先把携带卫星的小型火箭用飞机送上一定高度，再启动火箭把卫星送入预定轨道。
从空中发射卫星具有很多优点。首先是发射费用低，至多为地面发射的三分之二。这是因为火箭已在空中从母机获得了一定的初速度和高度，因而节省了许多昂贵的燃料。其次是发射的准备时间短，小型火箭通常只需几名技术人员花上两周时间就够了。再有，空中发射不需要有设备齐全的地面发射基地，也不会受到“发射窗口”、地面设备维修等的制约，随时可以从世界上任何一个机场起飞发射，而用户也可灵活地选择卫星的目标轨道。
1990年4月5日，美国在加州用一架“B-52”大型飞机，携带“飞马座”火箭，在高空把两颗小卫星送入预定轨道，从而开了用飞机发射卫星的先河。
当然，在空中发射卫星也有局限性。主要是卫星不能太重，卫星的轨道不能太高，这是由于受到母机运载能力和飞机飞行高度的限制。如用航天飞机，则可弥补这两点不足。
据科学家预测，在未来的20年内，全世界等待发射的卫星有上千颗，其中大多数是质量仅为几百千克甚至几十千克的近地小卫星。这些卫星性能好、价格低廉，是卫星家族的主力军。很显然，空中发射卫星的方式，必将会在未来航天发射市场上占有一席之地。
返回式卫星为什么可以返回地面
有的卫星在完成任务后是需要返回地面的，如卫星拍摄的地面胶卷、太空中完成实验的材料、随卫星上天的动物和植物种子等。这种需平安返回地面的卫星称为返回式卫星。卫星的返回，表示了航天任务的最后圆满完成，它反映了一个国家的航天技术达到了相当的水平。
跟卫星上天相反，卫星返回是一个减速的过程。为了可靠地回收，通常把需要返回的物品和在返回过程中需要工作的设备，集中在一个称为返回舱的舱体里，而无需返回的部分则在返回过程中提前抛掉，让其在大气中烧毁。
为了确保返回舱从太空轨道上安全返回地面，必须突破以下五大难关。一是调整姿态关，先要把卫星从其在运行轨道的姿态准确地调整为返回姿态，并保持其稳定；二是制动关，按时点燃制动（反推）火箭，使卫星脱离原来的运行轨道，让返回舱进入预定的返回轨道；三是防热关，卫星在进入地球大气后，空气摩擦使卫星表面温度高达1000℃以上，因此不仅要保证返回舱在高温下不被烧毁，还要让舱内温度保持在仪器能工作的最高温度以下；四是软着陆关，利用降落伞和回收系统，使返回舱在大气层较低高度范围内用很低的速度（约10米／秒）着陆，保证回收物品的完好无损；五是标位及寻找关，要及早准确地预报和测量出返回舱的落点位置，使回收区的工作人员尽快发现返回舱，以尽快开展回收作业。
卫星返回技术是人类征服宇宙的一项重要技术，难度很大。拥有卫星发射技术，并不等于拥有卫星返回技术。我国于1975年首次发射返回式卫星，迄今已成功发射17颗，按计划平安返回地面16颗，是继美国和前苏联之后，第三个掌握这门技术的国家，日本和法国也只是近几年才步入这个领域。
绳系卫星有什么用途
有一种新型人造卫星，名叫绳系卫星。顾名思义，它是一种用绳子系在其他航天器上的卫星。用一根长长的绳索，将卫星系在航天器上，一起绕地球飞行。
绳系卫星有许多特别的用途，如对离地面约100千米的地球上空进行充分的探测。因为在这个高度上，飞机飞不到，气球也很难达到，而卫星的下界一般也在150千米以上，探空火箭所探测空域和时间则非常有限。如果在其他航天器下拴一个卫星，拖着它在离地面约100千米的高度上绕地球运行，就可以收集那里的大气层数据，了解太阳活动如何通过高、中层大气影响地面的气候和天气变化的机理等。
如果绳系卫星的系绳用导电材料制造，它就是一种探测器，可以获得许多有关电离层磁场的信息数据。此外，系绳在运动中不断切割地球的磁力线，它就成了一台发电机，这样，就可以为绳系卫星和牵引它的航天器（特别是航天飞机和空间站）提供电力，为长期在太空中运行的航天器提供部分能源。
意大利首先研制出了绳系卫星，并于1992年和1996年两次在美国的航天飞机上进行了试验，取得了部分成功。随着科学家的努力，绳系卫星将会越造越好，成为未来一种大有用途的新型卫星。
电视里的卫星云图是怎样拍摄的
每天电视里都要播送天气预报节目。荧屏上演示的从气象卫星发下来的云图，反映了地球天气正在发生着变化，直观、动感，受到观众的广泛欢迎。这表明气象卫星已走进了千百万寻常百姓之家。
气象卫星按其运行的轨道可分为两大类：极轨气象卫星和静止气象卫星。
极轨气象卫星因其运行轨道每绕地球一周都要穿过南北两极而得名。它的轨道近圆形，高度在700～1000千米之间。这种卫星每绕地球一圈，可观测的地面范围东西宽度为2800千米，绕14圈可覆盖地球表面一次。但它对某一地区每天只能进行两次气象观测，间隔时间为12小时。其优点是可获得全球的气象资料，缺点是因地球自转，云图资料不连续。
静止气象卫星在地球上空3.6万千米的赤道平面上，因绕地球转动的速度与地球自转的速度相同，因而相对地球是静止不动的。它每半小时就能产生一幅占地球面积近1亿平方千米的天气资料图。其优点是资料可适时送到地面，能连续不断地观测同一地区，不足是一颗卫星只能观测地球的1／3面积，对高纬度地区（大于55°）的气象观测能力较差。
两种气象卫星用途各异，功能不同，各有长短，不能互相替代，但可以互相补充。如把这两种卫星结合起来，就能构成理想的气象卫星体系。
气象卫星上面安装的遥感仪器，接收来自“地球—大气系统”的各种辐射，并将所获取的资料转变为电信号，通过发射机传递到地面接收站，经计算机处理后，得到大气温度、湿度的垂直分布，大气中高层水汽分布，臭氧的分布与含量等参数，同时获取可见光云图、红外云图和水汽图像等资料，这些就是我们在电视上所看到的卫星云图。
