空间飞行器
空间飞行器，分属于人造地球卫星、飞船、空间站及探测器等人造天体。它们根据用途的不同，各以其特定的结构和方式运行在不同的轨道上。
空间飞行器的结构主要分为两部分：一部分是为满足特定用途如通信、导航、气象观测、资源探测、军事侦察等的专用系统；另一部分是共有系统，包括壳体系统、姿控系统、测探系统、温控系统及电源系统。
飞行器不仅结构复杂，且外形多样，如有球形、圆锥形、柱形、多面球形等；有的顶着“锅状”天线，有的伸出一块或几块平板，有的带有几根鞭状的细杆。为什么空间飞行器的形状千奇百怪呢？它们之所以不像飞机、汽车、火车等具有统一的流线外形，是因为它们都是在近乎真空的条件下运动，不必要太考虑运动阻力，而主要是考虑空间发射和运行性能等因素，所以，其形状也就千差万别了。
飞行器的寿命
“先锋10号”是在1972年3月2日发射升空去执行水星探索计划的。2002年3月2日，科学家向这艘早已光荣完成使命、超期服役的飞行器发去一组特殊的信号，以示祝贺。经过22小时，穿越了长达120亿公里的星际空间之后，“先锋10号”的回应信号到达了地球。它那甚至不如一只家用灯泡能量大小的信号，听上去却是那么悦耳、清晰。然而，如果没有地面人员的远程精细操控，“先锋10号”的最新讯息就完全有可能失落于茫茫太空。
经过30年的摸索之后，“先锋10号”终于为未来的所有宇航飞行器找到了一条穿越小行星带的安全路径，并且拍摄了木星及其卫星的第一批近距离照片，接着向太阳系的外围进发。1997年“先锋10号”正式宣告退休。但它作为有价值的空间资源，退休之后仍将被用于地面控制中心调度人员的培训及通讯技术的课题开发等。
月球车
在月球表面行驶并对月球考察和收集分析样品的专用车辆，叫月球车。它分为无人驾驶月球车和有人驾驶月球车。
无人驾驶月球车由轮式基盘和仪器舱组成，用太阳能电池和蓄电池联合供电。月球车根据地球上的遥控指令，在高低不平的月面上行驶。遇到紧急情况，月球车上有一套特殊装置能避免颠覆，能自动进行工作。
有人驾驶月球车，由宇航员驾驶在月面上行走，主要用于扩大宇航员的活动范围和减少宇航员的体力消耗，存放和运输由宇航员采集的土壤和岩石标本。它的动力是由蓄电池供应的。
1970年11月，前苏联把世界上第一个无人驾驶的月球车送上月球。1971年9月，美国“阿波罗”15号飞船登上月球，2名宇航员驾驶月球车在月面上行驶了27和35千米。
卫星式飞船
卫星式飞船由密封的回收舱和设备舱组成，返回时，设备舱与回收舱分离，然后在大气层中烧毁。
成功返回，是载人航天必须解决的一个关键技术问题。这中间存在许多失之毫厘差之千里、一步失误全盘皆输的技术因素。
1960年5月~1961年3月，前苏联曾5次进行卫星式飞船的发射、飞行和返回试验，其中两次回收失败，3次回收成功，检验了飞船的结构性能。实验证明，卫星式飞船可以保障载人飞行和返回的安全；同时，通过大量的太空生物试验，证明了人可以经受住航天环境因素的考验。
可见光遥感器
人们眼睛能看见的光波被称为可见光，所以光遥感是普遍应用的遥感方式，它工作在波长为0.4～0.7微米的可见光波谱段。它能把人眼睛可以看见的景物真实地再现出来，它的优点在于直观、清晰、易于判读。常见的可见光遥感器是照相机，目前卫星上的照相机在160千米的太空拍照，其地面分辨率达0.3米，也就是说，可以分辨地面走动的人。但它的不足之处在于，可见光遥感只能白天工作，而且受云雨、雾等气象条件影响很大。
红外遥感
工作在波长0.7～1000微米的红外波段就是红外遥感。它是根据物体表面温度高于-273℃时，都具有辐射红外线的物理特性，来测得物体红外辐射强度、波段和温度的，从而识别伪装并可进行夜间观察。红外遥感常用于寻找地下热源、发现森林火灾、监视农作物病虫害等。红外遥感虽然能在夜间工作，但它却无法穿透厚厚的云层。常用的红外遥感器是光学机械扫描仪。
多光谱遥感
把可见光遥感和红外遥感技术性结合起来就是多光谱遥感。它是根据不同物体对不同波长的光线具有不同反射能力的原理，利用多个相机或多通道传感器对目标摄影或扫描，从而同时获得目标在不同光谱带的图像，然后，选取若干张照片进行组合，可得到一张假彩色照片。假彩色照片是指照片颜色与真实物体不同的照片，例如田里的的小麦本来是绿色，但在假彩色照片里故意将小麦变为红色，目的是使人看得更清楚。人们观看假彩色照片就可以知道地面景物。一般的多光谱遥感器有多谱段相机和多光谱扫描仪。
微波遥感
微波遥感能感测比红外辐射波长更长的微波辐射，工作波长在1～1000毫米的电磁波段。它具有穿云破雾、夜间工作的能力，是一种全天候的遥感手段。微波遥感器有主动式和被动式两种。主动式有合成孔径雷达、雷达测高计和微波风场散射计等，它们主动向地面发射微波并捕获目标的回收，收获得目标图像或参数；被动式有微波辐射计等，它是直接感测目标的微波辐射强度，以获取目标的参数。微波遥感可以观察云层覆盖下的景物，获取的图像具有鲜明的立体感，因此，在地图学研究中广泛应用。
航天遥感器的图像处理
人们从航天遥感器获得大量图像，不过仍不能直接辨识地面或地下景物，这是由于遥感时，遥感器所获的图像信息会受到外界因素的影响，因此需要对图像信息进行加工处理，以达到弃之糟粕，取之精华的目的。外界因素有卫星的运动、仪器的误差、目标的移动、大气吸收和散射、地球曲率等。这些因素的影响，使遥感图像发生几何畸变或辐射畸变。
图像处理首先对遥感图像信息进行校正或修正，再经增强、滤波及修正，才可得到再现景物原来面貌的黑白或彩色照片、假彩色照片、计算机数字磁带等。
只有经过处理后的图像（照片），才能使人们从图像上去辨识地面或地下景物。例如利比亚货船“阿尔洛夫”号排放污油的图像，就是经过图像处理后的彩色或假彩色照片。
阿尔法磁谱仪
阿尔法磁谱仪（Alpha Magnetic Spectrometer ，简称AMS）是由永磁体、上下各两层的闪烁体、紧贴永磁体内壁的反符合计数器、内层的6层硅微条探测器以及契伦科夫探测器等组成。
阿尔法磁谱仪的主体结构是由铷铁硼材料制成的永磁体，其重量约2千克，是一个高1米、直径1.2米、长0.8米的空心圆柱体，其中的磁场强度为1400高斯，能长期在太空中稳定工作。AMS可根据磁场反应的粒子电荷以及粒子的轨迹、速度、质量等信息，进而可以推断粒子的正与反。可以说，AMS是当今最先进的粒子物理传感器。
科学家们想要AMS在太空探测什么？有的学者指出，因为星球内部产生核聚变反应时，一定会有碳产生，假如能够探测到一个反碳粒子，就说明有一个产生这个反碳粒子的反星球存在，也等于找到了反物质世界的直接证据。但反碳粒子在宇宙间微乎其微，所以，科学家们更抱有希望的是，AMS实验能探测到比反碳粒子多得多的反氦粒子，这将被视为反物质世界的间接证据。
航天实验表明，阿尔法磁谱仪运行状况良好，经受住了发射升空时的剧烈震动和严酷的太空工作环境的考验，捕捉到许多宇宙射线带电粒子的踪迹。按照预定的计划，阿尔法磁谱仪将于2001年2月装载到阿尔法国际空间站上，它将作长达3年的反物质空间探测。
太空货车
目前只有一种专门运输货物的航天飞船，那就是苏联/俄罗斯的“进步”型和“进步M”型货运飞船。
在1986年2月到1991年2月期间，苏联/俄罗斯在太空拥有“礼炮7”和“和平”号两座航天站。1986年3月13日，苏联发射了“联盟T15”号载人飞船，航天员是列·基齐姆和弗·索洛维耶夫。
两天后，即这年的3月15日，“联盟T15”号飞船首先与入轨不久的“和平”航天站对接。两名航天员检查了飞船与航天站对接部件的密封情况后，进入“和平”号航天站。他们调试了站上的1000多件仪器设备，卸下了“进步26”号货运飞船送来的物资，为“和平”号航天站开始接待航天员前来工作做好了准备。
50天后，即这年的5月5日，“联盟T15”飞船与“和平”号航天站——“进步26”号货运飞船联合体脱离对接，然后驶向“礼炮7”号航天站，行程3000多千米，于5月6日与“礼炮7”航天站——“宇宙1686”号无人飞船联合体对接。两名航天员进入这个联合体工作，进行了多项科学考察和实验活动，多次出舱行走，组装大型构件。
52天后的6月27日，“联盟T15”飞船脱离“礼炮7”号航天站，并再次与“和平”号航天站对接。两名航天员进站工作到7月16日，然后离开“和平”号航天站返回地面。
人们将在两座航天站之间来回飞行的“联盟T15”号飞船称为“太空第一辆公共汽车”。
太空站
太空站是具备一定实验和空间条件，并可供宇航员生活和工作的长期运行的航天器，又称空间站、轨道站或航天站。
太空站的建立，使载人航天进入实用阶段，对科学研究、国民经济和军事都具有重大价值，在航天事业上起着很重要的作用。
因为太空站具有重要而广泛的应用价值，所以备受世界各国的重视。前苏联在1971年首先发射了世界上第一个太空后，又相继发射了多个太空站。美国于1973年发射了一个“天空实验室”太空站，日本、加拿大和西欧各国也致力于太空站的建立。不久的将来，太空站将成为各国在太空竞争的战场。它在军事上的应用也有广阔的前景。
“空间实验室”空间站
欧洲人一直没有掌握返回卫星的技术，也没有载人飞船。但是，欧洲人很早就看到了空间站的广泛用途和发展前景，在80年代初就研制出了一种小型的空间站，命名为“空间实验室”。但是这种实验室的确也仅仅是个实验室，是个圆柱形舱段，它自己本身没有动力系统，也不能独立自主地在太空活动，只能在航天飞机的货舱里静卧着，其电源、气源和通信系统都要依靠“母体”来抚育，真是不折不扣的一个“腹中胎儿”。
这座实验室由密封舱、平台两部分组成。密封舱有生命保障系统和工作间、调试仪器设备；平台是非密封舱，其中安装着各种试验仪器设备。它的实验项目、设备包括：太阳光谱、合成孔径雷达、X射线天文学、太阳常数、带电粒子射线、生物静力、莱曼。射线和生物、微波等。
1983年11月28日至12月8日，由美国“哥伦比亚”号航天飞机第一次装载进入太空，共进行了73个基本项目的数百次实验。以后又由“挑战者”号航天飞机三次带人太空，进行了特种材料加工、晶体生长、流体力学、生命科学、大气物理和天文方面的许多实验。
“和平”号航天站
1986年2月20日，当“礼炮7”号还在轨道上正常运行时，苏联发射了它的第三代航天站——“和平”号航天站的主体，重21吨，长13.13米，最大直径4.2米，带有6个对接口。以后陆续对接了“量子1”、“量子2”、“结晶”、“光谱”和“自然”号等5个专业舱。使“和平”号天天站的质量，在对接一艘载人飞船、一艘货运飞船时，达到137吨，全长32.9米，体积达400立方米，成为最大的轨道航天器，形体非常壮观。
“和平”号航天站的设计寿命为5年，它实际上运行15年多。共有35艘“联盟T”和“联盟TM”型载人飞船，62艘“进步”和“进步M”型货运飞船，9架次美国航天飞机与它对接，134人次进站工作，共完成23次考察，近17000次科学实验，传回的无线电信息达100多万张计算机软盘，从“和平”号共运回4.7吨试验物体；在“和平”号上的0.09平方米的温室里，共培植出100多种植物；从“和平”号上共发现地球上的10个稀有金属矿区、117个油脉；从“和平”号上探测到宇宙中的超新星爆发，并窥视到它的内核。
“和平”号空间站将超期服役
前苏联/俄罗斯原计划耗资10亿美元研制“和平2”号空间站，于1997年取代“和平”号。但在“和平”号空间站运行资金不充足和站上设备日趋老化的情况下，俄罗斯无力再研制和运行新一代空间站。1993年9月2日，美国/俄罗斯正式签署航天合作协议，双方同意将原“自由”号空间站与“和平”号空间站合并，联合建造包括欧洲航天局、日本和加拿大的航天部件在内的“阿尔法”国际空间站。