موضوعات اصلي
سفرهاي ابتدايي به فضا سئوالاتي را براي دانشمندان مطرح کرد که قبلاً به آن توجه نکرده بودند. آيا يک فضانورد مي تواند در جاذبه صفر چيزي ببلعد؟ خفه خواهد شد؟ آيا ممکن است خرده هاي نان در شاتل معلق شوند و وارد تجهيزات شده و چيزي را خراب کنند؟ براي اين که همه چيز ساده تر شود، فضانوردان در پروژه مرکوري و جميني غذاهاي پوره شده و فشرده شده در لوله تيوبي را با خود همراه بردند. مدير سيستم غذايي ناسا مي گويد: مثل اين بود که غذاي بچه را در تيوب خميردندان به آن ها بدهيم. اما اين لوله هاي غذا اشتها را کم مي کرد و فضانوردان وزن زيادي از دست دادند. در ابتدا دليل آن مشخص نبود و گفته شد که تغذيه فضانوردان به آن آساني که فکر مي کردند نبوده. شناور شدن در فضا به آن آرامش و ريلکسي که به نظر مي آيد نيست. فضانوردان انرژي بسيار زيادي مصرف و استرس فراواني را بر بدن هاي خود تحمل مي کنند. بنابراين رژيم غذايي آن ها بايد با سيستم جاذبه زمين متفاوت باشد. براي مثال آن ها به کلسيم اضافي جهت جبران ضايعات استخوان نياز دارند. زيرا زايش سلول هاي استخواني در فضا به کندي صورت مي گيرد و از دست دادن اين حجم استخواني بلافاصله بعد از پرش از زمين آغاز مي گردد. اما گفتنش از انجام دادن آن ساده تر است زيرا يخچالي در فضاپيما نيست و نمک براي نگهداري غذا استفاده مي شود. بعد از ماموريت آپولو، ناسا يک منوي غذايي را تنظيم کرد که دچار تنوع بيشتري باشد و شامل سالاد ماهي تن تا خوراک ذرت بود. تمامي اين غذاها بصورت خشک و فريز شده، آب گرفته شده بوده و عاري از باکتري بودند و شباهتي به غذاهاي عادي نداشتند. در هنگام سرو، آب وارد غذا شده و داخل کيسه کوچکي ريخته شده و با قاشق خورده مي شد. نيل آرمسترانگ و باز آلدرين اولين کساني بودند که روي ماه ساندويچ همبرگر به همراه نوشابه و ميوه خشک شده خوردند. امروزه با پيشرفت علم، فضانوردان در ايستگاه فضايي قادرند همه نوع خوراکي از استيک گرفته تا کيک شکلاتي را داشته باشند. در حال حاضر ناسا داراي ۱۸۸۵ نوع غذا و روسيه ۱۰۰ نوع غذا و ژاپن ۳۰ نوع غذا در منوي خود دارد. با اين همه به دليل محدوديت ها و مشکلات ذخيره غذا، آن ها نمي توانند هر چه مي خواهند را در هر زمان و مکاني ميل کنند. منوي ايستگاه فضايي يک دوره ۱۶ روزه دارد و هر نفر مي تواند هر بار دو نوع غذا با يک خوراکي فاسد نشدني مانند M&M داشته باشد. گاهي اوقات ناسا براي سورپرايز يک کيک تولد نيز مي فرستد! در سال ۲۰۰۸ حتي اولين آشپزي در ايستگاه فضايي انجام شد که سرخ کردن پياز و سير آن تنها يک ساعت به طول انجاميد. 
آغاز عصر فضا هنگامي که انسان روياي پرواز بر فراز زمين را در سر مي پروراند، به اين نتيجه رسيد که اجرام آسماني مي توانند مقصدي براي سفرهاي آينده انسان باشند. در اوايل 1600 ميلادي، ستاره شناس و رياضي دان آلماني يوهانس کپلر اولين دانشمندي بود که سفر به دنياهاي ديگر را شرح داد. او همچنين قوانين حرکت سياره اي که توضيحي براي چرخش اجرام در فضا مي باشند را توسعه داد. دانشمند انگليسي سر ايزاک نيوتن براي نخستين بار قوانين حرکت را تشريح کرد که در سال 1687 منتشر شد.
اين قوانين به دانشمندان اجازه داد تا بتوانند امکان پرواز و گردش به دور زمين و رسيدن به دنياهاي ديگر را پيش بيني کنند. نيوتن همينطور توضيح داد که چه طور يک ماهواره مصنوعي مي تواند درمدار باقي بماند. قانون سوم نيوتن که مي گويد براي هر کنش يک واکنش با قدرت مساوي در جهت مخالف وجود دارد، توضيح مي دهد که چرا يک راکت کار مي کند. روياهاي اوليه سفر به فضا در طي سال هاي 1700 ميلادي، دانشمندان پي بردند که در ارتفاعات بالاتر، هوا رقيق تر و لايه آن نازک تر است. اين بدان معنا بود که احتمالا هوا در فضاي بين زمين و دنياهاي ديگر اصلا وجود ندارد بنابراين وجود بال براي اين سفر بي استفاده است. نويسندگان شيوه هاي تخيلي فراواني براي سفر به اين دنياها ارائه نمودند. در سال 1903 کنستانتين تسيولکوفسکي يک معلم دبيرستان روسي، براي اولين بار مقاله علمي استفاده از راکتها براي سفرهاي فضايي را کامل نمود.
سالها بعد، رابرت گدارد از ايالات متحده و هرمن اوبرت (Hermann Oberth) از آلمان توجه علمي وسيع تري را نسبت به سفرهاي فضايي جلب نمودند. هر يک از اين سه مرد، مشکلاتي که از لحاظ تکنيکي بر سر راه پرتاب موشک و سفر به فضا بود را شناسايي کردند. هر سه آنها پدران پرواز به فضا شناخته مي شوند. در سال 1919 ، گدارد در مقاله خود "يک شيوه براي رسيدن به ارتفاعات بسيار بالا" توضيح داد که چطور يک راکت مي تواند در جو بالاي زمين کاوش کند. اين مقاله همچنين پرواز يک راکت به ماه را نيز توضيح مي دهد. در کتابي به نام "موشکي به سوي فضا" سال 1923 ،اوبرت مشکلات فني پرواز به فضا را مورد بحث قرار داد. او همينطور شرح داد که يک فضاپيما چگونه مي تواند باشد. تسيولکوفسکي مطالعات جديدي را در سال 1920 يادداشت نمود. 
اين مطالعات حاوي جزئياتي درباره موشک هاي چند مرحله اي بود. نخستين راکت ها در طي سالهاي 1930 ، تحقيقات در مورد موشک ها در کشورهاي ايالات متحده، آلمان و شوروي پيشرفت کرد. در سال 1926 تيم گدارد عليرغم عدم پشتيباني دولت ايالات متحده، موفق به ساخت اولين پروپلنت مايع براي سوخت راکتها شدند. دانشمندان آلمان و شوروي براي ساخت موشک هاي نظامي از دولت هاي خود سرمايه دريافت کردند. در سال 1942، هنگام جنگ جهاني دوم، کارشناسان ساخت موشک آلمان تحت مديريت ورنر ون براون (Wernher von Braun) موشک هدايتي V-2 را ساختند. هزاران موشک V-2 بر سر شهرهاي اروپايي به خصوص لندن پرتاب شد که موجب تخريب فراوان و کشتار مردم شد. پس از پايان جنگ جهاني در سال 1945 ، مهندسين آلماني براي کمک به دولت ايالات متحده درساخت موشک هاي نظامي به آمريکا رفتند. نيروي دريايي ايالات متحده بر روي راکت هاي بزرگتري مانند ايروبي (Aerobee) و وايکينگ (Viking) کار مي کرد. در سال 1949، اولين راکت دومرحله اي، با يک موشک V-2 به عنوان مرحله اول و يک WAC کوچک به عنوان مرحله دوم، ساخته شد.
سفر به فضا سفر به فضا پاسخي است به کنجکاوي انسان براي شناخت زمين، ماه، سيارات، خورشيد، ديگر ستارگان و کهکشان ها. فضاپيماهايي با سرنشين و بدون سرنشين به مرزهاي فراتر از زمين ارسال شده اند تا اطلاعات مستند و تازه اي از کائنات براي ما به همراه آورند. بشر تاکنون موفق به ديدار حضوري ماه و زندگي طولاني مدت در ايستگاه فضايي شده است. سفر به فضا اين امکان را به ما مي دهد تا زمين را در بستر و موقعيت واقعي آن در هستي بنگريم.
چنين سفرهاي تحقيقاتي مي توانند چگونگي تشکيل خورشيد، سيارات و ستاره ها و وجود حيات در جايي فراتر از دنياي ما را معلوم کنند. عصر فضا از روز 4 اکتبر سال 1957 آغاز شد. در آن روز شوروي ماهواره اسپاتنيک 1(Sputnik 1) را براي گردش در مدار زمين به فضا فرستاد. اولين فضاپيماي با سرنشين در روز 12 آپريل سال 1961 به همراه يوري گاگارين (Yuri A. Gagarin) فضانورد اهل شوروي به مدار زمين فرستاده شد. نام اين فضا پيما وستوک 1 (Vostok 1) بود. فضاپيماهاي بدون سرنشين که به آنها کاوشگر فضا مي گويند، به طور وسيعي به اطلاعات ما درباره فضاي اطرافمان، سيارات و ستارگان افزوده اند. در سال 1959 يک کاوشگر شوروي به نزديکي ماه و کاوشگر ديگر آن به سطح ماه رسيدند. در سال 1962 کاوشگر ايالات متحده به سمت سياره زهره فرستاده شد. در سالهاي 1974 و 1976 ايالات متحده دو کاوشگر ساخت آلمان به مدار سياره عطارد نزديک خورشيد ارسال کرد. 
دو کاوشگر ديگر ايالات متحده در سال 1976 بر روي مريخ نشستند. علاوه بر سيارات، کاوشگرها براي شناخت سنگها و اجرام کوچک آسماني نيز به فضا فرستاده مي شوند. اولين سفر با سرنشين به ماه در روز 21 دسامبر 1968، زمانيکه ايالات متحده فضا پيماي آپولو 8 (Apollo 8) را ارسال کرد آغاز شد. اين فضا پيما 10 بار دور ماه گردش کرد و سپس با موفقيت کامل به زمين برگشت. در تاريخ 20 جولاي 1969 فضا نورد امريکايي، نيل آرمسترانگ (Neil A. Armstrong) و باز آلدرين (Buzz Aldrin) اتاقک مخصوص آپولو 11 را بر روي سطح ماه نشاندند. آرمسترانگ اولين انسانيست که بر روي ماه قدم گذاشته است. تا سال 1972 فضانوردان امريکايي 5 سفر ديگر به کره ماه با برنامه سفري آپولو به انجام رساندند.
واژه ي«رادار» از حروف اول چند كلمه ي انگليسي به معناي آشكارسازي و فاصله يابي راديويي درست شده است. پس، رادار به دستگاهي مي گويند كه بتـواند وجـود چيزي را كشف و فاصله آن را نيز تعيين نمايد. البته چنين كاري بايد به وسيله امواج راديويي انجام پذيرد تا بتوان نام آن دستگاه را رادار نهاد. براي آشنايي با كار رادار بهتر است كه آن را با يك چراغ قوه مقايسه كنيم. مثلاً شما در جاي تاريكي هستيد و چراغ قوه اي هم در دست داريد. همين كه آن را روشن مي كنيد مي بينيد امواج نور به صورت يك تابه، فضاي تاريك را مي شكافد و در جهتي متمركز مي شود كه شما چراغ را به آن سو نگاه داشته ايد. آيا مي دانيد در آن شب تار چه چيزي روي داده تا شما را قادر به ديدن كرده است؟ در زماني كمتر از يك ميليونيم ثانيه، نور چراغ قوه شما به درخت يا جسم ديگري برخورد مي كند، دوباره نور برمي گردد و به چشم شما مي رسد. در اين صورت شما قادر به ديدن آن ها مي شويد. البته در آن منطقه درختان ديگر يا اجسام ديگري هم هستند، ولي چون تابه نور چراغ به آن ها نرسيده است، شما نمي توانيد آن ها را هم ببينيد. دستگاه رادار نيز عيناً همين گونه كار مي كند، با اين تفاوت كه به جاي«امواج نور» كه از چراغ قوه بر مي خيزد، از رادار امواج راديويي پخش مي گردد. «امواج نور» را مي توان با چشم ديد، ولي«امواج راديويي» نامرئي مي باشند. موج نور و موج راديويي هر دو از امواج برقاطيس به شمار مي روند. اختلاف امواج نور با امواج راديويي، فقط در طول موج شان است. رادار امواج بسيار كوتاهي دارد كه طول شان فقط به چند سانتي متر مي رسد. از اين رو آن ها را مايكرويو يعني امواج بسياركوتاه، مي خوانند. از آن جا كه طول اين دو نوع موج با هم فرق دارد؛ پس هر كدام به گونه اي خاص عمـل مي كنند. براي مثال، امواج راديويي رادار از ابرهاي نزديك افق ما نيز عبور مي كند، ولي امواج نور هرگز نه. هم چنين ما نمي توانيم با چشم، گوش يا ساير حواس خود و بدون به كار گرفتن دستـگاه خاصي امواج راديويي را درك كنيم. اما نور را با چشم هم مي توان ديد. دانشمندان براي گرفتن امواج راديويي به دستگاه مخصوصي نياز دارند. ضمناً با اندكي چرخاندن تابه رادار مي توان وجود چيزهاي ديگر را نيز كه در اطراف آن جسـم قرار گرفته اند، دريافت. 
زمان بازگـشت موج رادار با واحد يك ميليونيم ثانيه تعيين مي شود. پس بايد حساب كنيم و ببينيم كه موج، پس از برخورد با جسم مورد نظر، در چه مدتي به سوي دستگاه رادار بازگشته است. با تعيين اين مدت مي توان فاصله ي مكاني آن جسم را نسبت به خودمان نيز محاسبه كنيم. آيا به وسيله ي رادار مي توان بزرگي يا كوچكي جسم را نيز تعيين كرد؟ بلي. زيرا هر چه جسم، بزرگ تر باشد؛ رادار امواج بيشتري را بازتاب مي نمايد. رادار در راهنمايي هواپيماها و كشتي ها نقش مهمي بازي مي كند. به وسيله رادار است كه هواپيما يا كشتي غول پيكري راه خود را در ميان ابر و مه به خوبي مي يابد و از برخورد با موانع خطرناك به موقع مي گريزد.
.
مي دانيد كه ما امروز در عصري زندگي مي كنيم كه نام عصر فضا به خود گرفته است تسخير فضا نشان دهنده اين واقعيت است كه خداوند توانا و حكيم در سرنوشت انسان ها نيروي خلاقه اي به وديعت گذارده كه نه تنها تمام نقاط زمين را از صحاري و كوه ها گرفته تا اعماق اقيانوس ها كشف نموده بلكه با منتهاي شهامت و جسارت به فكر تسخير فضاي لايتناهي نيز افتاده است و در زمان كوتاهي موفق شده كه همه موانع طبيعي را از پيش پاي خود برداشته و مثلا دركره ماه پياده شود.
از تاريخ فرستادن نخستين قمر مصنوعي ( به نام اسپوت نيك اول )
(Spot-Nik-1) توسط شوروي در 4 اكتبر 1957 ميلادي تاكنون كه حدود 30 سال مي گذرد تاكنون صدها فضا پيما بدون سرنشين يا با سرنشين به فضا فرستاده شده است. البته رفتن به فضا كار آساني نيست پس بايد در اين مورد عميقانه بررسي و تحقيق كنيم تا بدانيم يك موشك چگونه به فضا پرتاب مي شود؟ و براي جدا كردن موشك از زمين چه مشكلاتي وجود دارد. و اين موشك چگونه در سايه تلاش مداوم دانشمندان برطرف شده و باز هم بدانيم كه يك قمر مصنوعي چگونه مدت هاي طولاني در فضا معلق مي ماند. يك سفينه يا قمر مصنوعي براساس سرعت زياد براي خنثي كردن اثر نيروهاي جاذبه زمين بايد تنظيم شود يعني حداقل سرعت يك سفينه بايد در حدود 28000 كيلومتر در ساعت باشد. همانطوري كه قبلا گفتيم براي بلند كردن يك شي بسيار سنگين از زمين كه لازمه اش خنثي كردن نيروي جاذبه زمين و همچنين سرعت دادن به آن شي به نيروي بسيار زياد احتياج است، هيچ موشك به تنهائي قدرت انجام اين دو كار (بلند كردن و سرعت دادن) را يك جا ندارد، به همين جهت بود كه مهندسين از موشك هاي مركب چند مرحله اي براي اين كار استفاده نمودند. بدين نحو كه موشك انتهائي كه به نام موشك مرحله اول (بوستر Booster) معروف است، نيروي كافي به موشك هاي ديگر مي دهد و آنها را از زمين جدا مي سازد و با سرعت زياد آنها را به حركت در مي آورد.
اين سرعت نسبت به سرعت تندروترين هواپيماي جت جنگنده كه امروزه كمي بيش از 3000 كيلومتر در ساعت مي باشد قابل ملاحظه است.
اگر كسي سوال كند كه چطور مي توان موشك را به چنين سرعت حيرت انگيز رساند؟ جواب اين سوال در ساختمان موتورهاي موشك نهفته است. بلي، اين تنها موتور نيرومندي است كه تاكنون قادر به حمل و پرتاب اقمار مصنوعي با آن عظمت و سنگيني مي باشد، مهمتر آنكه تنها اين موتور است كه مي تواند در فضا به خوبي كار كند، كه كيفيت آن را درزير بيان مي كنيم: 
1- موشك هاي مرحله اي
14-مرحله برخاستن موشك از زمين
معمولا پنج روز از بلند شدن موشك از زمين شمارش معكوس توسط متخصصين شروع مي شود. همه قسمت هاي مختلف دستگاه ها با دقت هر چه تمام تر آزمايش مي گردند، ويك روز قبل از ساعت حركت (شماره صفر) مخازن بزرگ و حجيم موشك ها سوخت گيري مي شوند، چند ساعت قبل از پرواز فضانوردان بايك آسانسور به داخل مدول فرمان، داخل مي شوند،آنها هم بررسي هاي لازم را انجام داده آماده پروازمي گردند.
15- مرحله رسيدن به ماه
درمدار توقف، تمام سيستم هاي اصلي آزمايش مي شوند، در صورت حصول اطمينان از خوب كار كردن آنها، موشك مرحله سوم دوباره روشن مي شود و به مدت پنج دقيقه سرعت فضاپيما را به ( 38000 كيلومتر در ساعت) مي رساند. اين سرعت فضاپيما ي آپولو را در مدرا ماه قرار مي دهد.
16- مرحله تجسس در سطح ماه
اولين وظيفه يكي از فضانوردان جمع آوري نمونه هائي از خاك و سنگ اطراف خود در ماه مي باشد، بعد هم وسايلي علمي خود را از داخل مدول به سطح ماه آورده، آنها را در نزديكي مدول مستقر و آماده كار مي كنند. همچنين وسيله نقليه مخصوص ماه را از مدول جدا ساخته آن را آزمايش مي كنند. اين وسيله مخصوص به نام Moondagg طوري طراحي شده كه بتواند دو فضا نوردي را با وسايل آنها با سرعتي معادل 15 كيلومتر در ساعت حمل نمايد.
آسانسور از موشك جدا مي شود، آخرين لحظات مي گذرد، موشك روشن مي شود، شعله دود از انتهاي موشك زبانه مي كشد، غول عظيم الجثه بالا مي رود، اولين مرحله سوخت موشك دو دقيقه طول مي كشد، كه در هر ثانيه پانزده تن سوخت مصرف مي نمايد.
دراين دو دقيقه موشك به شصت و پنج كيلومتري زمين رسيده (از زمين 65 كيلومتر فاصله گرفته) و سرعتش معادل ده هزار كيلومتر در ساعت مي باشد. مرحله دوم شروع مي شود و به مدت دو دقيقه ديگر فضا پيما را به اعماق فضا مي راند و بالاخره با جدا شدن برج قرار از موشك اصلي مرحله سوم فضا پيما را به ارتفاع 185 كيلومتري مي رساند. دراين حال سرعت فضاپيما معادل 2800 كيلومتر در ساعت مي باشد. با اين سرعت در مدار توقف (پاركينگ) قرار مي گيرد.
پس از حركت و مانور، سه مدول را براي نشستن به طور ترتيب در روي سطح ماه تنظيم مي كنند، در اين هنگام مدول فرمان، و مدول سرويس، از مدول مه نورد جدا مي شود، و مدول فرمان پس از زدن يك دور به مدول ماه نشين متصل مي گردد. دراين موقع قسمت بالاي مدول فرمان، با مدول ماه نشين متصل است. در آن هنگام، موشك مرحله سوم جدا مي شود، و مدول ها به طرف ماه مي روند.
و براي كنترل مسير صحيح از اين پس موتورهاي جانبي مدول سرويس روشن مي شوند. و به محض رسيدن آپولو به ماه فضانوردان فضاپيما را 180 درجه گردانده، موتورهاي ترمز كننده را روشن مي كنند كه سرعت را به 5800 كيلومتر در ساعت، برسانند. در اين سرعت است كه دو نفر فضانوردان به مدول مه نشين مي روند،پس از آزمايش دستگاه ها، مدول ماه نشين از مدول مادر جدا مي شود و با همان موتورهاي كاهش دهنده سرعت (موتورهاي ترمز كننده) مدول ماه نشين را به سطح ماه فرود مي آورند.
پس از نشستن درماه و چند ساعت استراحت، اولين ماموريت خود را با استفاده از وسايل محركه اضافي E.V.A شروع مي كنند. آن وسايلي ايمني را از قبيل لباس فضائي، كپسول اكسيژن، دستگاه ارتباطي راديوئي و غيره را آزمايش مي كنند و پس از آن فشار داخل مدول را تخليه مي نمايند و از مدول پياده شده به سطح ماه قدم مي گذارند. 
روي اين وسيله نقليه يك دوربين تلويزيوني سوار شده كه تصاوير بسيار روشني از كار ها و عمليات فضانوردان را به زمين و به كنترل كنندگان زميني مي فرستند. سفر فضانوردان در سطح ماه طبق يك مسير تعيين شده و توقف هاي پي درپي پيش بيني شده،كه براي جمع آوري نمونه هاي رسوبات و سنگ هاي معدني جهت آزمايش انجام مي گيرد.
لازمه نمونه برداري خوب آن است كه يك لوله توخالي كه فضانوردان با خود حمل مي كنند، به سطح ماه فرود مي برند، تا خاك و مواد نسبتا عميق تري نسبت به لايه خارجي در آن جمع شوند، در همين اثناء فضانورد ديگر، مرتبا عكس برداري كرده، چيزهاي جالب و ديدني را گزارش مي نمايد.
گرچه علم نجوم نسبت به سايرعلوم قدمت بيشتري داشت ليكن با توجه به اينكه، مورد توجه اين علم كرات و سياره هاي فضائي بودند و از دسترس انسان ها به دور بودند لذا پيشرفت دراين علم بسيار كند بود،اما اختراع تلسكوپ هاي عظيم و دقيق كار رصد ستارگان و ديدن افق هاي بسيار دور را براي بشر آسان تر نمود. گرچه تلسكوپ ها هم تلسكوپ هاي نسبتا قدمت تاريخي داشتند ولي بزرگ و كامل نبودند، در سال 1909 در رصدخانه (مون وينسون) آمريكا تلسكوپي كار گذاشتند كه 150 سانتيمتر قطرداشت و در سال 1919 تلسكوپي اختراع شد كه صد تن وزن داشت و قطر آن 252 سانتيمتر بود. كه با اختراع اين تلسكوپ قدرت ديد آدمي نسبت به فضا و ستارگان صدها برابر بيشتر شد. و همين تلسكوپ ها بود كه منجمان و فضا شناسان را وادار به اندازه گيري مسافات ستارگان با زمين نمود.
گرچه تا سال 1935 فرانك شلينگر (1871 – 1943 – م) مدير رصدخانه (پيل) با روش مثلثاتي چهار هزار سال فاصله از ستارگان با زمين را به دست آورد، ليكن اين روش براي مقاصد نجومي كامل زياد مفيد نبود تا اينكه فوتومتري كشف شد، و از اين اختراع روش تازه اي براي محاسبه بدست آمد و اين بود كه نور ظاهري يك منبع نور به نسبت مجذور فاصله كم مي شود.
در سال 1912 فيس ليويت (Leevitt) در رصد خانه (هاروارد) آمريكا ثابت كرد كه روشنائي مطلق ستارگان متغيير يك نوع رابطه عددي با دوره تغييرات نورشان دارد و در سال 1914والترس آدامس از روي برخي از خصوصيات طيف ها وسيله كاملتري براي محاسبه تهيه نمود دانشمندان نجوم از مدت ها قبل مي خواستند طيف نور ستارگان را از روي رنگ ليويت كشف كنند لذا آنها را به ستارگان آبي – سفيد – زرد – قرمز – نارنجي – قرمز يا ياقوتي تقسيم كردند.
اين دانشمند، ابراز داشت كه اين طبقه بندي از رنگ طبعا شامل درجه حرارت ستارگان نيز هست، بدين كيفيت هر ستاره اي كه داراي رنگ سفيد است گرمايش بيش از ستاره اي است كه رنگ قرمز تيره دارد اين تقسيم سبب شد، كه عده اي از منجمين تصور كنند كه از روي رنگ مي توان به عمر ستاره پي برد، مثلا ستاره اي كه رنگ آن سفيد است جوان تر از ساير ستارگان قرمز مي باشد. 
ولي در سال 1887 لدكي ير اعلام كرد كه ستارگان قرمز رنگ بردوگونه هستند، برخي از آنها، جوان و عده اي در آستانه مرگ مي باشند. اين نظريه در سال 1907 به وسيله دانشمندان ديگر تائيد شد، هانري نوريس بروسل درسال 1914 گفت در آغاز يك ستاره غول آسا قرمز است كه حرارت ضعيف و وزن نسبتا كمي دارد ولي به تدريج متراكم تر مي گردد. و گرمتر مي شود، از قرمز روشن، قرمز مايل به سفيد، و زرد و آبي عبور كرده در اين هنگام به حد اعلاي حرارت و روشنائي خود مي رسد،از آن پس شروع به سرد شدن مي كند و به تدريج كوچكتر مي گردد، از مراحل زرد، قرمز روشن به مرحله قرمز تيره مي رسد، و به يك ستاره كوتوله تبديل مي گردد عمرش پايان مي يابد.
18-ايستگاه هاي فضائي
يكي از هدف هاي اساسي تجسس هاي فضائي ايجاد يك پايگاه دائمي درمدار زمين است كه بتوان در آنجا، آزمايشگاه و محل توقف فضانوردان و محل ديدباني و كنترل زمين را انجام داد. چنين ايستگاه فضائي مدت هاست كه در افسانه هاي علمي مطرح است، لكن امروز صورت حقيقت به خود گرفته است.
19-ايستگاه فضائي اسكاي لب
در چهاردهم ماه مه 1973 آخرين موشك ساترن پنج، يك ايستگاه فضائي به وزن هزار كيلوگرم را در مدار خود قرار داد به نام اسكاي لب. هدف برنامه اسكاي لب قرار دادن آزمايشگاه فضائي در مدار زمين به منظور مشاهدات و آزمايشات مختلف نسبتا طولاني بود، و براي سه گروه از فضانوردان طراحي شده بود. سه گروه مامورين اسكاي لب به ترتيب 28 روز، 59 روز و بالاخره 83 روز در فضا باقي ماندند. اين آزمايشگاه فضائي كه از قطعات اضافي آپولو ساخته شده بود به مداري در ارتفاع 435 كيلومتري زمين فرستاده شد. و اكنون بدون اينكه كار كند،درآن مداردر گردش است. البته نه براي هميشه، چون اتمسفر يا جون بسيار رقيقي كه در آنجا وجود دارد، به مرور از سرعت آن مي كاهد و با خارج شدن از آن مدار به جو زمين مي رسد و مانند شهاب هاي آسماني سوخته و خاكستر مي شود.
20- اسكاي لب خوشه اي
اصلي ترين قسمت اسكاي لب،تعميرگاه بزرگ مداري آن است. طرح اين قسمت از روي دومين مرحله موشك ساترين يك و ساترين 5 ساخته شده است. اين تعميرگاه،جايگاه فضا نوردان و محل هائي براي ذخيره غذا،آب وفيلم و ديگر مايحتاج مي باشد.
شوروي با فرستادن اولين ايستگاه فضائي به نام (ساليوت) پيشگام اين ايده شده، ساليوت با شكلي استوانهاي بيست متر طول و وزني برابر با بيست تن دارد. و در آوريل 1971 به فضا پرتاب شد. نيروي لازم را براي ساليوت دو توليد كننده خورشيدي كه در جلو و عقب آن قرار دارد تهيه كرده اند دريك طرف آن قلاب يا لولائي قرار دارد،كه براي اتصال سايوز بود.
سرنشينان سايوز 11، مدت بيست و چهار شبانه روز، روي ايستگاه فضائي ساليوت كار كردند و تا آن زمان بهترين ركورد استقامت ماندن انسان در فضا را به دست آوردند. سه ساليوت ديگر هم تا سال 1975 ميلادي به فضا فرستاده شد كه در ميان آنها ساليوت چهارمي از همه موفق تر بود. سرنشيان سايوز هفده مدت اقامت خود را در فضا به سي روز رساندند و سرنشينان سايوز هجده اين اقامت را به شصت و سه روز رساندند كه روي ساليوت چهار كار مي كردند.
آمريكائي ها برنامه موفقيت آميز خود را روي اسكال لب (آزمايشگاهي فضائي) به پايان رسانيدند و در اين برنامه سه تيم فضانورد در ايستگاه فضائي عظيمي با يكديگر ملاقات نمودند. اين ايستگاه فضائي با وسائل اضافي باقي ماده از برنامه آپولو به وجود آمده بود.
اطلاعات با ارزشي كه به وسيله ساليوت و اسكاي لب آمريكائي به دست آمده تاكيد بر ايجاد يك ايستگاه فضائي دائمي نموده است. 
محل سرنشينان عبارت است از: اطاق خواب،اطاق نشيمن،توالت، حمام و ديك محل آزمايشگاهي و تعميرگاه واقعي با تمام ابزارو آلات مورد لزوم دارد. وسايل و دستگاههاي ديگر،مانند وسايل متصل كننده مدول هاي هوا، و مقر پايگاه تلسكوپي مربوط به آپولو،كه در تعميرگاه اسكاي لب به هم بسته مي شود، وسايل متصل كننده براي دسترسي به ايستگاه فضائي است.
فضانوردان توسط آپولو با استفاده از وسايل متصل كننده به اسكاي لب داخل شده پس از گذشتن ازمدول هوائي داخل تعميرگاه و جايگاه اصلي مي شوند. فضانوردان هنگام بررسي و تجسس و يا در موقع تعمير تلسكوپ يا تعويض فيلم آن، از مدول هوا استفاده مي كنند، تلسكوپ آپولو توسط صفحه توليد كننده نيروي الكترتيك از نور خورشيد دو سوم برق لازم كليه اسكاي لب را تهيه مي كند. در قسمت ديگر تلسكوپ،دستگاه حساس مخصوصي جهت مطالعه اشعه خورشيدي سوار شده است كه كنترل آنها از داخل مدول مركب (مادر ) انجام مي گيرد. .
8- اندازه گيري از راه دور ( تله متري )
دستگاه اندازه گيري از راه دور كه در فضاپيماها مورد استفاده قرار مي گيرد، تشكيل شده است از: خود اندازه گير، يك ضبط نوار، و يك فرستنده راديوئي، هنگامي كه فضاپيما در فضا گردش مي كند، اطلاعات مختلف را به صورت امواج و علائم بسيار كوتاه و كوچك در خود ضبط مي نمايد، هر گاه دانشمندي براي حل مسئله اي به اطلاعات نيازمند باشد، رمز سوال را توسط امواج مخصوص به فضا مي فرستند، اين علامت موجي كليد ضبط نوار را روشن نموده نوار را به عقب بر مي گرداند، تا اطلاعات ضبط شده را از اول پخش كند و به وسيله فرستنده راديوئي به زمين بفرستد. دانشمند مربوط اطلاعات را گرفته با محاسبه به اندازه اصلي تبديل مي نمايد، يا به صورت عكس در مي آورد.
9-چگونگي تهيه نيرو در فضا پيماها
مي دانيد كه همه دستگاه هاي داخل فضا پيما، از قبيل ضبط نوار، فرستنده راديوئي و ديگر دستگاه ها براي كار كردن به نيروي برق نياز دارند، و در آنجا استفاده از باطري هاي معمولي نيز امكان ندارد، زيرا پس از تخليه نيروي آن،راهي جهت پركردن ( شارژ ) مجدد آنها وجود ندارد. در اين صورت بيشتر فضاپيماها از باطري هاي خورشيدي استفاده مي كنند. چون تابش خورشيد در آن فضا بالاتر دائمي است. پره هائي كه معمولا در اطراف يك فضا پيما ديده مي شود. باطري خورشيدي هستند كه از صدها سلول (واحد باطري) تشكيل شده است.
10- سفينه هاي فضائي
ما تا اين جا فضاپيماهائي را مورد مطالعه قرارداديم كه به يكي از مدار هاي زمين فرستاده مي شوند و در آن مدار باقي مي مانند، يعني اقمار مصنوعي، ولي فضاپيماهاي بسياري وجود دارند كه از مدارهاي زمين دورتر رفته به كره ماه يا سيارات ديگر داخل مي شوند. اين فضاپيماهاي دور را سفينه فضائي ناميده اند، كه به زبان روسي آن را(زوند) گويند. سفاين مجهز به دستگاه هاي بسيار كامل و وسايل اندازه گيري درجه حرارت، تشعشعات، و امواج مغناطيسي و ديگر چيزها مي باشند كه اطلاعات به دست آورده را به زمين مخابره مي نمايد، بعضي از اين سفاين به دوربين هاي تلويزيوني مجهز مي باشند، تا تصاويري را از اطلاعات به زمين بفرستند.
11- سفاين ماه نشين ( قمري )
نخستين سفينه قمري، به سادگي توانست در اطراف ماه پرواز كند و از سطح كره ما عكس برداري نمايد، در مرحله بعد سفينه ها نوعي رنجر بودند كه پس از گرفتن تصاوير روشن و بزرگ از ماه فاصله كوتاه به ماه سقوط مي كردند كه بدون سرنشين بودند.
12- سفاين سياره پيما
اشكالات فرستادن سفينه به سياره بسيار بيشتر از اشكالاتي است كه در فرستادن سفينه اي به ماه وجود دارد از قبيل فاصله زياد، هدف گيري، كنترل حركت، هدايت و ارتباط با سفينه را به طور غير قابل تصوري مشكل مي سازد.
منابع ديگري كه گاهي درفضا پيما استفاده مي شود، سلول ها بنزيني (يا داراي سوخت مايع) مي باشند يا توليد كننده راديواكتيو هستند. سلول هاي بنزيني را از تركيب اكسيژن و هيدروژن آب مي سازند و براي توليد راديو اكتيو، از ميله اي كه توسط راديو اكتيو نيرو گرفته (مانند پلوتونيوم) استفاده مي شود، كه در حقيقت مدت هاي زيادي كار مي كند.
بعد از مرحله دوم، از سفاين تجسسي استفاده مي كردند كه به آرامي در سطح كره ماه فرود آمدند و كارشان بسيار موفقيت آميز بود، حتي بعضي از اين سفاين، آزمايشگاه كوچكي جهت تجزيه و تحليل خاك كره ماه را با خود همراه داشتند و عكس هاي ديگري هم از بررسي هاي انجام شده در سطح كره ماه توسط سفاين ديگر تهيه گرديده است.
تا اينكه اولين سفينه ماه نورد از شوروي به نام (لوناي 10) به مدار ماه رسيد، ولي سفينه آمريكائي بود كه از نظر گرفتن عكس و تحقيق درباره ماهو موفقيت چشمگيري به دست آورد. به هر حال روس ها هم كوشش خود را روي پياده كردن ارابه هاي بدون مسافر درماه و نمونه برداري از خاك كره ماه توسط آدم هاي آهني و آوردن آن به زمين متمركز نمودند، سفينه هاي لوناي 16 و 20 بدين منظور به سطح زمين فرود آمدند. ارابه لونا دركره ماه حركت كرد. 
نزديكترين سياره ها به زمين يكي از زهره و ديگري مريخ مي باشد كه هركدام آنها به ترتيب 42 ميليون و 56 ميليون كيلومتر از زمين دور هستند. اين دو سياره مشخصات بسيار مشابهي با كره زمين دارد. لكن اطلاعات به دست آمده، توسط تعدادي از اين سفينه ها، نشان داد كه هيچگونه موجود زنده در آن دو سياره يافت نمي شود.
3-سوخت جامد
موشك هاي با سوخت جامد زياد معمول نيست، و در موشك هاي فضايي از سوخت جامد استفاده نمي شود، زيرا سوخت جامد هم قابل كنترل نيست و هم قدرت آن به قدرت سوخت مايع نمي رسد، در حاليكه از لحاظ تركيب از سوخت مايع ساده تر است و موتور آنها فقط از يك اطاقك احتراق و يك نازل تشكيل شده است.
4- اقمار مصنوعي ( ماهواره ها )
تجزبه نشان داده كه هر جسمي را كه به فضا پرتاب كنيم پس از طي مسافتي دوباره به زمين سقوط مي كند.
5- كشش جوي در آتمسفر
بيشتر اقمار مصنوعي كه به فضا فرستاده مي شوند در مدارهاي بالاتر از ( 20 كيلومتر ارتفاع) از زمين قرار دارند، زيرا اگر آن اقمار پائين تر از 200 كيلومتري باشند، نيروي اصطكاك جو، از سرعت آنها كاسته هر چه پائين تر بيايند،اصطكاك بيشتر سبب توليد حرارت روي پوسته يا بدنه ماهواره مي شود، تا جائي كه ممكن است ماهواره را به كلي بسوزاند. اين عمل درست مانند سنگ هاي فضائي كه به نام شهاب هاي آسماني هستند انجام مي گيرد. يعني درموقع رسيدن شهاب ها به جو زمين گداخته مي شوند و در شب تاريك اين شهاب هاي گداخته در حال سوختن حركت مي كنند كه ما به آنها ستاره دنباله دار مي گوئيم مشاهده مي نمائيم، لكن بايد به اين مسئله توجه كنيم كه اتمسفر يا جو زمين يك مرتبه در يك ارتفاع معين تمام نمي شود، بلكه هرچه ارتفاع از رمين زيادتر باشد، اتمسفر رقيق تر مي شود تا ارتفاع 800 كيلومتري مي رسد كه در آنجا اتمسفر قابل ملاحظه نيست كه به روي سفينه هاي فضائي اثر بگذارد. .
امتياز موشك هاي با سوخت جامد نسبت به سوخت مايع اين است كه سوخت جامد لحظه اي عمل مي كند (اين امتياز در مواقع حمله هاي سريع با موشك هاي هدايت شونده بسيار ضروري است)، چون سوخت جامد را قبلا درست كرده و در موشك قرار مي دهند،در صورتي كه سوخت گيري در موشك هاي با سوخت مايع از قبل امكان پذير نيست، بلكه بايد كمي قبل از استفاده، توسط بنزين و اكسيژن مخصوص به نام (آكسيلانت) سوخت گيري انجام پذيرد، و اين عمل مستلزم صرف وقت مي باشد.
باز هم تجربه نشان داده آن شي مذكور هرقدر با نيروي بيشتر به طرف بالاتر پرتاب شود، سريع تر به بالا رفته و سريع تر به زمين بر مي گردد. اين كارها نشان دهنده اين واقعيت هستند كه ما نيروي جاذبه زمين را به وسيله نيروي سريع تر چند لحظه اي خنثي كرده ايم ( بر نيروي جاذبه غلبه كرده ايم )،پس همين عمل سرعت رمز پرواز در فضا را مجسم مي كند.
حال بيائيد، اين موضوع راتجسم بدهيم كه اگر، چيزي را با نيرو و سرعت بسيارزياد به دورترين نقطه در فضا پرتاب كنيم، اين شي پرتاب شده هنگام برگشت با يك سرعت معين مسير حركت خود را با سطح منحني زمين تطبيق مي دهد، و با همان سرعت در همان ارتفاع باقي مي ماند، و به مسير خود ادامه مي دهد، يعني در مدار اطراف زمين قرار گرفته به نام قمر مصنوعي به دور زمين مي گردد. و درست مانند ماه طبيعي زمين عمل مي كند.
سرعتي كه يك جسم احتياج دارد تا در مدار قرار بگيرد، شتاب مداري نام دارد، و اين سرعت براي مدارهاي مختلف متفاوت است. مثلا اگر بخواهيم جسمي را در مدار 200 كيلومتري از سطح زمين قرار دهيم،آن جسم سرعتي معادل ( 2800 كيلومتر در ساعت) نياز دارد،ولي همان جسم اگر بخواهد در مدار 150 كيلومتري زمين قرار گيرد،سرعت كمتري معادل (25500 كيلومتر در ساعت) نياز دارد،زيرا در ارتفاع بالا اثر نيروي جاذبه زمين كمتر است.
براي اينكه يك ماهواره در مداري قرار گرفته باقي بماند،بايستي سرعت خود را هميشه ثابت نگه دارد، و اگر سرعتش را كم كند از آن مدار بالاتر به مدار پائين و بعد هم به زمين سقوط مي كند و اگر سرعتش را زيادتركند از آن مدار به مدار بالاترمي رود و سقوط نمي كند. 