此外，飞机还广泛应用于工业、农业、救护、体育、环保、执法等多种领域，如大地测绘、地质勘探、资源调查、播种施肥、森林防火、追捕逃犯等，为提高人类的生活水平做出了巨大贡献。
载人航天器——载人飞船
载人飞船的结构
载人飞船一般由乘员返回舱、轨道舱、服务舱、对接舱和应急救生装置等部分组成，登月飞船还具有登月舱。为了保证人员能进入太空和安全返回地面，载人飞船主要有以下分系统：结构系统，姿态控制系统，轨道控制系统，无线电测控系统，电源系统，返回着陆系统，生命保障系统，仪表照明系统，应急救生系统。
飞船的主要结构特点是有载人舱。它的主要结构可分为几个舱段，例如，可采用两舱式结构和三舱式结构。如有对接任务时则有对接机构，它放在飞船的最前边。前苏联第一代飞船“东方号”的结构很简单，是两舱式，飞船只载1个人。第二代飞船飞行时，前苏联的“上升号”多了一个出舱用的气闸舱，且能载2～3人；而美国“双子星座号”飞船仍为二舱式加对接机构。第三代飞船是三舱式结构，如前苏联的“联盟号”飞船。这种飞船的最前端是对接机构，然后接轨道舱，再接返回舱和服务舱，最后与运载火箭相连。有的舱之间有过渡舱段相接连。有出舱任务的载人航天器都增设出舱用的气闸舱。美国“阿波罗号”飞船除有两舱段结构外还增设登月舱。
飞船的轨道舱是飞船重点的舱段，它前端的对接机构供飞船与其它飞船或空间站对接用，其下端通过密封舱门与返回舱相连。它是航天员在太空飞行中，进行科学实验、进餐、体育锻炼、睡觉和休息的空间，其中备有食物、水和睡袋、废物收集装置、观察仪器和通信设备等。轨道舱还可兼作航天员出舱活动的气闸舱。
返回舱也是密闭座舱，在轨道飞行时与轨道舱连在一起称为航天员居住舱。在起飞阶段和再入大气层阶段，航天员都是半躺在该舱内的座椅上，并有一定角度克服超重的压力。座椅前方是仪表板，以监控飞行情况；座椅上安装姿态控制手柄，以备自控失灵时，用手控进行调整。美国水星号飞船在返回地面时自控失灵，就是靠航天员手控使飞船返回地面的。在飞船返回地面之前，轨道舱和服务舱分别与返回舱分离，并在再入大气层过程中焚毁，只有返回舱载着航天员返回地面。
飞船的服务舱也可称“仪器设备舱”。它的前端通过过渡舱段与返回舱相连，后端与运载火箭相接。“联盟号”飞船的这个舱又分前后两部分，前段是密封增压的，内部装有电子设备，以及环境控制、推进系统和通讯等设备；后段是非密封性的、主要是安装变轨发动机和贮箱等物。服务舱外部装有环境控制系统的辐射散热器和太阳能电池板。
载人飞船的作用
载人飞船可以进行近地轨道飞行，试验各种载人航天技术。如轨道交会和对接、航天员出舱进入太空；考察轨道上失重和空间辐射等因素对人体的影响；发展航天医学；为航天站接送人员和运送物资；利用各种遥感设备进行对地球的观测；进行空间探测和天文观测；进行登月飞行或行星际飞行。
载人飞船绕地球飞行并安全返回，可以研究人在空间飞行过程中的反应能力，研究人如何才能经受住飞船起飞、轨道飞行时间以及返回大气层时重力变化的影响，研究人在太空环境中长期生存所必须的条件与设备，进行这一研究，将有助于了解太空环境对人身体的影响，为人类开发和利用太空资源，实现长时间的太空航行，以及为实现外星移民而积累经验。
载人航天是人类对太空认识的进一步加深，利用空间微重力、高真空和强宇宙粒子辐射等太空资源，进行微重力条件下的科学试验，生产地面所不能生产的材料，是人类实现载人航天以来一直所梦寐以求的。几十年来航天员在“太空工厂”里所取得的成果，给人类开发和利用太空资源带来了曙光。
载人飞船与生命科学
人类实现载人航天以来所进行的一系列生物技术、生命科学实验，在加深对人类生命自身的研究、合成新的药物、抵御各种疾病的影响、延续生命和提高生命质量上，取得了重要的成果，同时，又为未来在空间站或外星上建立长期居住基地，提供受控生态环境及生命保障体系，作了理论上和技术上的准备。
几十年来，航天员在太空中进行了一系列生物学实验，主要是对生物体物质、能量循环及调节研究的生物圈研究；利用微重力促进生命进程研究及对微重力环境如何影响地球上生物机体的形成、功能与行为研究的重量生物学研究；对暴露在空间高能环境中的生物体损伤与防护研究的辐射生物学研究。此外，还有生物体组织培养实验，即用于在不能使用整个生物体做试验的情况下，进行各种生理学研究的生物体体外细胞和组织培养。
天文望远镜——探索宇宙的“眼睛”
天文望远镜的前身
荷兰眼镜匠李希普在一次配制眼镜的途中，偶然发现一个有趣的现象，就是将两个眼镜片排开一段距离，他便可以通过这两个镜片看到远方的东西，而且明显的感觉到远方的东西被拉近放大。这一现象在欧洲传开之后，马上引起了很多人的注意。伽利略就是其中感兴趣的人之一。
伽利略式望远镜
原本对天空就充满无限好奇的伽利略决定自己制作这种仪器。在1609年，他终于自己制作了一架口径4.2厘米，长约12厘米的望远镜。他是用平凸透镜作为物镜，凹透镜作为目镜，这种光学系统被人们称为伽利略式望远镜。伽利略用这架望远镜指向天空，得到了一系列的重要发现，天文学从此进入了望远镜时代。
开普勒式望远镜
1611年，德国天文学家开普勒用两片双凸透镜分别作为物镜和目镜，使放大倍数有了明显的提高，以后人们将这种光学系统称为开普勒式望远镜。现在人们用的折射式望远镜还是这两种形式，天文望远镜是采用开普勒式。
需要指出的是，由于当时的望远镜采用单个透镜作为物镜，存在严重的色差，为了获得好的观测效果，需要用曲率非常小的透镜，这势必会造成镜身的加长。所以在很长的一段时间内，天文学家一直在梦想制作更长的望远镜，但许多尝试均以失败告终。
折射式的发展
1757年，杜隆通过研究玻璃和水的折射和色散，建立了消色差透镜的理论基础，并用冕牌玻璃和火石玻璃制造了消色差透镜。从此，消色差折射望远镜完全取代了长镜身望远镜。
围绕地球的航天器——人造卫星
人造卫星的研发
1955年的一天，前苏联航天设计局负责人科罗廖夫忽然灵机一动，他想：既然火箭可以把核弹头射到数百千米远的地方，为什么不可以把核弹头取下换上卫星呢？经过几个月的酝酿，前苏联政府终于在1956年1月30日做出了决议，批准发展一颗重型人造卫星。1957年10月4日，火箭上载着世界上第一颗人造卫星“斯普特尼克”1号冲上了云霄。卫星内的无线电发射机通过星外天线发射出无线电波，地面监控人员很快便收到了来自太空的无线电信号。由此，人类迈向太空的桂冠，理所当然地落在了苏联人的头上。
中国人造卫星的发射
1970年4月24日，中国自行研制的“东方红”一号人造地球卫星飞向太空，中华民族开始进入宇宙空间；1984年4月8日，我国第一颗静止轨道试验通信卫星“东方红”二号成功发射；1988年9月7日，“风云”一号升空，我国成为世界上第三个自行研制和发射极轨气象卫星的国家。
从第一颗人造卫星进入太空以来，中国的空间技术进入了一个新时代。
人造卫星的迅猛发展
从地球上有了第一颗人造卫星至今虽然仅50余年，但各国的空间技术都有了迅猛的发展。1960年8月12日，美国国家航空航天局成功地发射了一颗实验性的无源通信卫星“回声”1号，它实际上是一只由聚酯薄膜制成的气球，直径达30米，有10层楼房那么高，但球壳却极薄，同报纸的厚薄差不了多少。人们从此实现了“地球——人造卫星——地球”的空间无线电通信。
太空中的航空母舰——空间站
人类太空中的“家”
人类并不满足于在太空作短暂的旅游，为了开发太空，需要建立长期生活和工作的基地。于是，随着航天技术的进步，在太空建立新居所的条件成熟了。空间站是一种在近地轨道长时间运行，可供多名航天员在其中生活工作和巡访的载人航天器。小型的空间站可一次发射完成，较大型的可分批发射组件，在太空中组装成为整体。
在空间站中要有人能够生活的一切设施，不再返回地球。
空间站的特点
空间站的特点之一是经济性。例如，空间站在太空接纳航天员进行实验，可以使载人飞船成为只运送航天员的工具，从而简化了其内部的结构和减轻其在太空飞行时所需要的物质。这样既能降低其工程设计难度，又可减少航天费用。
另外，空间站在运行时可载人，也可不载人，只要航天员启动并调试后它可照常进行工作，定时检查，到时就能取得成果。这样能缩短航天员在太空的时间，减少许多消费，当空间站发生故障时可以在太空中维修、换件，延长航天器的寿命。增加使用期也能减少航天费用。因为空间站能长期（数个月或数年）的飞行，故保证了太空科研工作的连续性和深入性，这对研究的逐步深化和提高科研质量有重要作用。
空间站发展史
到目前为止，全世界已发射了9个空间站。其中苏联共发射8座，美国发射1座。按时间顺序讲，苏联是首先发射载人空间站的国家。其“礼炮1号”空间站在1971年4月发射，后在太空与联盟号飞船对接成功，有3名航天员进站内生活工作近24天，完成了大量的科学实验项目，但这3名航天员乘联盟11号飞船返回地球过程中，由于座舱漏气减压，不幸全部遇难。“礼炮2号”发射到太空后由于自行解体而失败。苏联发射的礼炮3、4、5号小型空间站均获成功，航天员进站内工作，完成多项科学实验。其礼炮6、7号空间站相对大些，也有人称它们为第二代空间站。它们各有两个对接口，可同时与两艘飞船对接，航天员在站上先后创造过210天和237天长期生活记录，还创造了首位女航天员出舱作业的记录。苏联于1986年2月20日发射入轨的和平号空间站，2000年底俄罗斯宇航局因和平号部件老化（设计寿命10年）且缺乏维修经费，决定将其坠毁。和平号最终于2001年3月23日坠入地球大气层。
美国在1973年5月14日发射成功一座叫天空实验室的空间站，它在435千米高的近圆空间轨道上运行，宇航员用58种科学仪器进行了270多项生物医学，空间物理，天文观测，资源勘探和工艺技术等试验，拍摄了大量的太阳活动照片和地球表面照片，研究了人在空间活动的各种现象。直到1979年7月12日在南印度洋上空坠入大气层烧毁。
国际空间站
国际空间站的设想是1983年由美国总统里根首先提出的，即在国际合作的基础上建造迄今为止最大的载人空间站。该空间站以美国和俄罗斯为首，包括加拿大、日本、巴西和欧空局（11个国家，正式成员国有比利时、丹麦、法国、德国、英国、意大利、荷兰、西班牙、瑞典、瑞士和爱尔兰）共16个国家参与研制。
国际空间站结构复杂，规模大，由航天员居住舱、实验舱、服务舱，对接过渡舱、桁架、太阳电池等部分组成，试用期一般为5～10年。
总质量约423吨、长108米、宽（含翼展）88米，运行轨道高度为397千米，载人舱内大气压与地表面相同，可载6人。建成后总质量将达438吨，长108米。
国际空间站的结构特点是体积比较大，在轨道飞行时间较长，有多种功能，能开展的太空科研项目也多而广。空间站的基本组成是以一个载人生活舱为主体，再加上有不同用途的舱段，如工作实验舱、科学仪器舱等。空间站外部必须装有太阳能电池板和对接舱口，以保证站内电能供应和实现与其他航天器的对接。
裂变链式反应装置——核反应堆
核反应堆工作原理
