1.1 航天器的发展历程

航天器是卫星、飞船、空间站、航天飞机和宇宙探测器等的总称。它的出现使人类的活动范围从地球大气层扩大到广阔无垠的宇宙空间，引起了人类认识自然和改造自然能力的飞跃，对社会经济和社会生活产生了重大影响。航天器在地球大气层以外运行，摆脱了大气层阻碍，能够接收到来自宇宙天体的全部电磁辐射信息，开辟了全波段天文观测。航天器从近地空间飞行到行星际空间飞行，实现了对空间环境的直接探测和对月球及太阳系大行星的逼近观测和直接取样观测。

世界上第一个航天器是苏联于1957年10月4日发射的“史普尼克”1号人造卫星。随后，美国也在1972年3月发射了“先驱者”10号探测器，于1986年10月越过冥王星的平均轨道，成为第一个飞出太阳系的航天器。

航天器的发展基本上可以分为三个阶段：探索试验阶段、完善实用性系统阶段和以战术应用为主的新阶段。这三个阶段都说明了航天器由简单向复杂化、功能多元化的方向发展，但其最根本的宗旨没有发生改变，只有不断地探索与发现才可以创新。

航天器各系统的工作需要依靠地面遥控或自动控制。航天员对载人航天器各系统的工作可以参与监视和控制，但是依旧要受地面指挥和控制。航天器控制主要是借助地面和航天器上的无线电测控系统配合完成的。航天器工作的安排、监测及控制通常由地面控制中心工作人员安排。当然，随着航天器计算机系统功能的增强，航天器自动控制能力也在不断提高。 环绕地球运行的航天器从几百千米到数万千米的距离观测地球，迅速而大量地收集有关地球大气、海洋和陆地的各种各样的电磁辐射信息，直接服务于气象观测、军事侦察和资源考察等方面。

虽然目前航天器依然还存在许多弊端，如现代卫星不能够实现在轨组装，其大小和重量受到运载能力的限制导致许多大型的科研装置没有办法带向天空，因此导致科技研究未能顺利地进行。所以未来航天器的发展和应用将进一步提高从空间获取信息和传输信息的能力，扩大应用范围。加速试验在空间环境条件下生产新材料和新产品，探索在空间利用太阳辐射能提供新能源和从空间获取信息、材料等都将是航天器发展的长远目标。