载人航天器的分类
载人航天是指人类驾驶和乘坐载人航天器在太空从事各种探测、试验、研究、军事和生产的往返飞行活动，其目的在于让人类更好地认知整个宇宙。
载人航天器能突破地球大气的屏障，克服地球引力，把人类的活动范围从陆地、海洋和大气层扩展到太空，使人类能更广泛和深入地认识地球及其周围的环境，更好地认知整个宇宙，并充分利用太空和载人航天器的特殊环境从事各种试验和研究活动，开发太空及其丰富的资源。
根据飞行和工作方式的不同，载人航天器可分为载人飞船、空间站和航天飞机三类。
载人飞船是能保障宇航员在外层空间生活和工作、执行航天任务并返回地面的航天器。
它运行时间有限，是仅能一次使用的返回型载人航天器。载人飞船可以独立进行航天活动，也可作为往返于地面和空间站之间的“渡船”，还能与空间站或其他航天器对接后进行联合飞行。飞船容积较小，受到所载消耗性物资数量的限制，不具备再补给的能力。
载人飞船用途很多，主要包括进行近地轨道飞行，试验各种载人航天技术，如轨道交会与对接和宇航员在轨道上出舱、进入太空活动等；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；进行载人星际飞行；为空间站接送人员和运送物资；进行军事侦察和地球资源勘测；进行临时性的天文观测等。
苏联于1961年4月12日发射了世界上第一艘“东方号”载人飞船，后来又相继发射了“上升号”飞船和“联盟号”飞船。“水星计划”是美国1958年开始实施的第一个载人航天计划。1969年7月21日，美国成功发射阿波罗域号登月飞船，人类载人航天和空间探索取得重大突破。
空间站与载人飞船相比，具有容积大、载人多、寿命长、可综合利用的优点，是发展航天技术、开发利用宇宙空间的基础设施。1971年，苏联发射了第一个空间站礼炮号，标志着人类航天技术进入新的阶段。迄今俄罗斯已经发射了三代共8艘航天站。
航天飞机是美国继“阿波罗”之后的又一项庞大航天计划。这个计划的主要优势在于：技术上有创新，有利于保持美国的技术领先地位；用途广泛，可满足军民两方面发射、修理和回收卫星以及运送人员、物资等需要；可多次重复使用，能显着降低运载成本。
美国从1972~1981年集中大量财力研制航天飞机，经过近10年的努力终于研制成功并投入使用。1981年，美国发射了世界上第一架航天飞机-哥伦比亚号，接着又相继研制了“挑战者号”“发现号”“亚特兰蒂斯号”和“奋进号”航天飞机(1986年“挑战者号”、2004年“哥伦比亚号”相继失事)。
宇宙飞船的类型
宇宙飞船是一种运送航天员或货物到太空、并安全返回的航天器。它一般可载2~3名航天员，在轨运行时间通常为几天到半个月，能基本保证航天员在太空短期生活并进行一定量的工作。宇宙飞船经过五十多年的发展，技术日臻成熟，飞船也已发展成为一个庞大的家族。
宇宙飞船除了有载人飞船外，还有货运宇宙飞船、载人货运混合型宇宙飞船。若按照飞行任务的不同可分为卫星式载人飞船、登月式载人飞船和行星际载人飞船。
目前用途最广的是卫星式载人飞船，如中国的“神舟”五号、六号、七号、八号、九号飞船均属此类。它像卫星一样在距地面几百千米的近地轨道上飞行，飞行速度为第一宇宙速度(7.9千米/秒)，根据其结构组成可分为一舱式、二舱式和三舱式3种。一舱式只有座舱，二舱式由座舱和服务舱组成，三舱式是在二舱式基础上再增加一个轨道舱。有的还附有气闸舱、对接机构，但在载人飞船上均配置应急救生装置。
登月式载人飞船是在两舱式飞船的基础上增设一个登月舱而成。当登月飞船进入月球轨道时，航天员可乘坐登月舱在月面着陆，完成在月面的任务后再乘登月舱飞离月面。该种飞船在美国“阿波罗计划”中已多次使用，并获得成功。
行星际载人飞船是未来的宇宙飞船。根据发展需要，行星际载人飞船要向这三个方面发展：一是有多种功能；二是返回落点的控制精度要达到百米级范围以内；三是返回地面的座舱经适当修整后可重复使用。据报道，美国珀杜大学研究人员正在研制一种地球与火星之间来回飞行的旅游星际飞船，它利用太阳、行星及卫星的引力将游客送到目的地。美国航空航天局还在研制核能动力星际飞船，这种飞船能在2个月内从地球飞到火星，命名为“普罗米修斯计划”。它自带小型核能发电机，时速可达到8.7万千米/小时，这一速度大约是普通航天器的3倍。有了核能航天器，就能用比目前短得多的时间将乘员送到比月球更远的地方去。美国德克萨斯有一家名为“集体行动”的公司，正在研制一艘有一个足球场那么大的太阳能飞船，称之为“人类首架星际飞船”。据资料介绍，该星际飞船的目的地是穿越太阳系进入神秘的银河系世界去探访。俄罗斯也不示弱，决心与美国在行星际载人飞船方面较较劲，2002年12月首次发射了以太阳能为动力的“宇宙1号”飞船，开创了以太阳能为动力的航天器新时代，并计划研制光子航天器。光子是一种极微小的能量包，既可能是波，也可能是一种粒子，无数光子的反射使飞船受到力量相等的反作用力，从而使光子飞船虽加速比较缓慢，但能持久加速，足以使它在星际快速飞翔。
在飞船的研制中，美、俄两国各有千秋，在登月式飞船中美国是一枝独秀(俄罗斯至少尚未实际使用过)，而卫星式飞船应该是俄罗斯技高一筹：俄罗斯至今在飞船上已发展了三代，第一代是“东方号”，第二代是“上升号”，第三代是“联盟号”，最新型的“联盟”飞船为“联盟-TMA”型。当然，在航天飞机方面，俄罗斯自愧不如。航天飞机是一种载人的太空飞行器。它的最突出优点在于可以反复使用，因此是空间技术发展进程中的一个突破。它为人类探索宇宙、开发太空领域提供了经济实用的工具，所以航天飞机的发明被称为人类通向宇宙之路的又一里程碑。在航天飞机诞生之前，人类探索太空的工具，不论是人造卫星、登月飞船，还是随后的太空实验室，都是通过发射一个又一个功率巨大的运载火箭来把它们送上太空的。运载火箭是使卫星和飞船进入预定轨道运行的主要运输工具。
研究、设计和制造这样的运载火箭需要耗费大量的人力、物力和财力，这种代价高昂的运载火箭只能使用一次；每发射一次卫星或飞船都要重新制造一个甚至几个运载火箭。1969年，美国发射的第一次把人送上月球的“土星5号”运载火箭和“阿波罗”登月飞船，起飞总重量为2800多吨，但除了约5吨重的登月指令舱外，全部器件只使用一次就丢弃在宇宙空间。像这样的发射，每次要花费1750万美元。正因为如此，所以美国的“阿波罗计划”到1972年12月19日，“阿波罗17号”宇宙飞船运载3名宇航员登月归来以后，就此告一段落。
不过，有很多宇航方面的专家不肯罢休，他们始终认为探索宇宙，能为人类带来无法估量的好处。所以，每年仍然有一大批人造卫星飞上天空。美国宇航局的科学家还利用“阿波罗计划”中已造好而没有来得及利用的“土星5号”火箭，成功地发射了太空实验室。然而，由此也带来了麻烦：施放到太空围绕地球运转的人造卫星并不能保证百分之百地投入使用，有时由于装在它“肚子”里的仪器设备发生了意料不到的故障，导致整个卫星失效。像这种局部损坏，只需稍加修理就能正常工作的人造卫星为数不少。它们不能发挥作用，只是绕着地球一圈又一圈地转，变成了太空的“流浪汉”，如果碰巧撞上了正在正常飞行的人造卫星，还会引起一场爆炸。还有比人造卫星更复杂、高级、造价更高的太空实验室，一旦它储存的食物、氧气、实验物品用完以后，无法得到补充，结果也逃脱不了被丢弃的命运。它和失效的人造卫星一样，白白占据了地球上空目前已经显得很“拥挤”的运转轨道的位置。
当然，也可以另外派一艘宇宙飞船到轨道上去给实验室补充给养。但这样一来，问题又涉及每次要动用一枚只能用一次、价值几千万美元的运载火箭，花费太大了！
这种被动局面严重地阻碍了宇宙航行事业的蓬勃发展。因此，研究一种可以重复使用的工具，以便大大降低宇宙航行的成本，就成了人们发展宇宙航行事业需要解决的当务之急。对于这种未来的运载工具应该具备什么特点呢？各方面的专家为当时还没有出生的“胎儿”勾勒了一副大致的“面貌”：它必须可以重复使用、经久耐用，在完成了各项任务以后，能像普通飞机一样返回，在常规机场跑道上平稳降落。它必须能携带各种各样的人员，包括没有受过专门飞行训练的普通人。它必须有较宽大的货舱，可以容纳各种各样的物品，而随机的科学家只需通过短距离的通道就能够进入货舱，进行各项理化实验。它能随时改变自身的运行轨道，跟正在绕地球运转的各种人造卫星、太空实验室靠拢甚至对接，从而对那些失效的人造卫星进行修理保养工作，为太空实验室运送物资，担负太空紧急救援任务。它必须能施放和回收各种人造卫星，或者作为一种中间站，供飞往其他星球的宇宙飞船起落逗留。一句话，它是一种具有运载火箭性质、来回于太空与地球之间、像飞机一样的宇宙运输工具……它的名称就叫“航天飞机”。
美国是最早研究航天飞机各种可行方案的国家。从1972年停止“阿波罗计划”以后，就立即集中5万名高级技术人员，花了差不多10年时间和将近100亿美元的研制费用，终于把一张张蓝图上的设想变成了一架真正的航天飞机。
1981年4月12日，世界上第一架航天飞机“哥伦比亚号”，在一片欢呼声中徐徐上升，进入太空，在轨道上遨游了54小时后，安全返回地面。至1991年止，有5架航天飞机曾在太空遨游，其中美国有4架，苏联有1架。航天飞机往返于地球表面和近地轨道之间。运送有效载荷(如卫星、物品等)的飞行器，可以重复使用。
航天飞机设计成用火箭推进的飞机，它发射时像火箭那样垂直起飞，返回地面时能像滑翔机或飞机那样下滑和着陆，集中了许多现代科学技术成果，是火箭、航天器和航空技术的综合产物。
美国“哥伦比亚号”航天飞机由一个轨道器、1个外储箱和2个同体火箭助推器组成。
轨道器是航天飞机最复杂的部分，它的外形是一个三角翼滑翔机，长约37米，高17.3米，翼展24米，它的货舱能把29.5吨重的有效载荷送上地球轨道，并能把15吨重的有效载荷带回地面。它可乘坐3~7名航天员，在轨道上连续飞行7~30天。
外储箱是航天飞机最大的部件，也是唯一不可回收的部件，用于储存航天飞机的燃料——液氢和液氧，并向发动机输送燃料。它长47.1米，直径8.38米，装满燃料后重约740吨。固体火箭助推器内装固体燃料，为航天飞机垂直起飞和飞出大气层提供约78%的动力。它长45.5米，直径3.7米，重约566吨，使用寿命为20次。
从1981年4月到1991年4月，航天飞机在太空中飞行了40次，完成了许多科学实验和研究项目，也执行了多次军事飞行任务，取得了许多重大科学技术成果，获得巨大的经济效益。
2008年7月7日，美国宇航局宣布现役3架航天飞机——“奋进号”“亚特兰蒂斯号”和“发现号”在2010年底前退役，同时启用新一代的“战神”
火箭和“奥赖恩”载人飞船，承担美国人重返月球等载人飞行任务，不过奥巴马总统上台后，取消了“星座”项目，鼓励美国航空航天局发展商用载人航天器。
载人航天器与航天飞机有什么不同
载人飞船与航天飞机都能将航天员送入太空。它们具有载人航天器某些相同的特征。如它们都有环境控制和生命保障系统、应急救生系统、测控通信系统、交会与对接系统、返回着陆系统等。但它们在采用的技术和承担的任务等诸多方面都有很大的不同。它们的主要不同处如下。
航天飞机是一种有翼载人航天器，完成轨道飞行任务，由它本身携带的固体火箭助推器和轨道器主发动器作垂直起飞完成。返回地球时借助机翼获得升力，像飞机一样滑翔着陆，能准确降落在跑道上。无论是起飞还是返回，在整个过程中所产生的加速度较小，对航天员的影响远比飞船小，而且航天飞机上的各种条件如环境空间等都比较舒适。
载人飞船是一种无翼的载人航天器，靠运载火箭发射升空，完成轨道任务后只能以弹道式等方式返回地面，落地的误差较大(和航天飞机能准确对准跑道降落相比，其误差相差数十倍到更大)。无论是升空和返回加速度都很大，即会出现过载。因此，对航天员有更高的要求，必须经过特殊训练。
航天飞机还是一种可部分重复使用的航天器。它由轨道器、固体助推器、液体推进剂外储箱组成，其中轨道器使用后经维修可再次发射，设计寿命为可重复使用100次(主发动机为50次)，固体助推器可重复使用20次，外储箱仅能使用一次。航天飞机运载能力很大，可将29.5吨物资送入185~1110千米的近地轨道，可载3~7人，独立飞行10~20天。它可用于空间运输、对地观测和天文观测、进行出舱活动，还可用来发射人造卫星、在轨维修航天器、回收失效卫星、开展空间科学实验和供军事侦察，或将14.5吨的货物运回地面。美国航天飞机经过5年研制，于1977年6月首次试飞取得成功。1981年4月12日，在肯尼迪航天中心，航天员约翰·杨和克里平驾驶航天飞机在太空翱翔，揭开了航天史上新的一页。它集火箭、卫星和飞机的技术特点于一身，它能像火箭那样垂直发射进入空间轨道，又能像卫星那样在太空轨道飞行，还能像飞机那样进入大气层滑翔着陆。1981~2000年，美国共有5架航天飞机进行了共101次飞行(“哥伦比亚”号26次，“挑战者号”10次，“发现号”28次，“亚特兰蒂斯号”22次，“奋进号”15次)。
载人飞船目前只能使用一次(不能重复使用)，运载能力也有限，一般只能载3人和几百千克物资，在轨飞行10天左右。可用作空间运输等和航天飞机相类似的用途(登月载人飞船则可以执行登月飞行任务)。
航天飞机看似功能出众，但它结构复杂，技术难度大，制造和运行成本昂贵，而且至今还有一些关键问题没有得到根本解决。两次空难，14名航天员殒命，使航天飞机从昔日的辉煌急速滑落下去，迫切需要有更新的航天器来替代。
