“航天始祖”万户
通过天文望远镜观测月球，可以看到月球表面上分布着许多大大小小的环形山。大多数环形山都是以地球上著名的科学家的名字命名。如哥白尼环形山、第谷环形山、牛顿环形山等。在月球背面，有以我国古代著名科学家的名字命名的环形山，万户环形山就是其中之一，它是以我国明朝时期向太空挑战的英雄——万户的名字命名的。
万户是明朝人，生活在14世纪末期。万户原来是一名木匠，喜好工艺技术，善制交通器具。后弃艺从戎，在军中参与改进刀、枪、车、船等各种作战用具。万户手艺精湛，希望制造一种飞龙，能够日行万里，山河无阻，甚至能腾空飞行。
这时军中已广泛使用火箭武器。“火箭”最初的含义是带“火”的箭，早在三国时期就有了这一名称。当时的兵家在箭杆前部绑上易燃物，点燃后用弓弩射出去进行火攻。到了唐代，由于炼丹术的兴起，孙思邈发明了用木炭、硝石和硫黄制成的火药，于是兵家在作战中又将绑在箭杆上的易燃物换成了火药。由于这个时期的火箭还是用弓弩弹射的，而不是靠自身喷气推进的，故与现代火箭只是名称上相同，其飞行原理毫无共同之处。
南宋时期，民间用火药制作了各式爆竹和花炮。有利用火药一次爆炸产生的反作用力升到空中，然后再引爆另一部分火药炸出响声的“二踢脚”；也有利用自身的喷气反作用力向前推进的烟火“地老鼠”；还有一种在头部绑着火药筒、尾部装上羽毛，点燃后用喷气推动飞行的“起花”。后来这些原本用做节日庆典等娱乐活动的物品发展成了打仗用的武器。这种火箭是将一截前端封闭的火药筒绑在箭杆上，利用火药点燃后产生向后喷射的燃气，推动箭杆向前飞行。
10世纪中叶，宋朝大将冯继升、岳义方发明了一种用做兵器的火箭，并试验成功；11世纪的唐福、石普先后把自己制造的火箭献给朝廷，并组织了射击表演。宋军在与金兵、元兵的作战中，广泛使用了一种叫“霹雳炮”的火箭。到16世纪，明代名将戚继光在抗倭战争中曾使用一种重2斤、射程300~600尺的火箭，显示了较强的威力，使倭寇闻之丧胆。明朝制造的火箭，最著名的有“神火飞鸦”、“火龙出水”、“飞空砂筒”、“一窝蜂”等。“神火飞鸦”箭筒像一只大鸦，呈纺锤形，腹内装火药。每个翅膀下斜插两支火箭。鸦背上钻一小孔，安装火药线并与翅下火箭相连。点燃火药线后，两支火箭同时燃烧，能把大鸦发射到百余丈远的地方。“火龙出水”是用一根长筒，装上木制龙头龙尾，龙身两侧前后各安装两支火箭，用同一根火药线连在一起，龙腹内装有一组火箭。先点燃筒外的火箭，推动筒身向前飞行；火药燃尽后引燃筒内火箭，并从龙口射出飞向目标。它是一种两级火箭的雏形。“飞空砂筒”是在箭杆上绑两支方向相反的火箭，发射时先点燃向前的火箭，当飞向目标后炸药砂筒落地爆炸，然后引燃向后的火箭返回原处。这是一种可回收的两级火箭。“一窝蜂”是一个箭筒内插上多至32支火箭，同时点火射出，众矢齐发不仅可加大杀伤威力，还可增大射程。这是一种最早的集束式火箭。这些火箭具有现代火箭的特征，在飞行原理、结构等方面几乎没有什么不同，只是构造简单一些罢了。
万户和军营中的工匠们从这些火箭中，特别是吸取了“神火飞鸦”和“火龙出水”的技巧，设计制造成一种会飞的“飞龙”火箭。这种前后两端分别是木质雕刻的龙头龙尾，它们下面各装两个火箭筒，龙肚子里装有火药，用引信点燃后，可飞行约500米。谁来乘龙试飞呢？万户挺身而出，表示“不入虎穴，焉得虎子”，愿意亲自进行一次飞行实践。这一天，在一座山坡上，聚集着观看飞行的人们。军中工匠们将一把椅子安放在一个木制构架上，构架四周绑上47支火箭，万户坐在椅子上，两只手各握着一只大风筝。他打算等火箭升空后利用这两只大风筝带着自己在空中飞行。等一切都准备就绪后，他命令工匠点燃火箭，随着一支支火箭发出的轰响声，喷出一股股火焰，“飞龙”拔地升起，冲入半空……突然，火光消失，“飞龙”下坠，栽到山脚下，万户不幸牺牲了。1945年，美国火箭学家赫伯特·基姆在他出版的《火箭和喷气发动机》中记载了这个故事。
万户是世界上第一个利用火箭向太空搏击的英雄。他的努力虽然失败了，但他借助火箭推力升空的设想，比现代宇航之父齐奥尔科夫斯基在1903年提出的利用火箭进行星际旅行的设想早了几百年。万户被世界公认为“真正的航天始祖”。
首创精神是人类活动最有力的前进力量。虽然万户的做法现在看来很可笑，然而在那个时代却是富有创造性的，他的基本方法受到人们的肯定和敬仰，而他那勇于探索、不怕困难的精神则传承不息，永远激励着后一辈的航天人。
牛顿的“大炮”
1590年，意大利天文学家、近代物理学的鼻祖伽利略发现了自由落体定律。十几年后，德国天文学家开普勒经过辛勤的整理和计算，归纳出了行星绕太阳运行的三条基本规律——开普勒三定律。后来，英国大科学家牛顿综合了前辈们的天文学、物理学和力学成就，通过严密的数学推导，把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统一了起来，论证出了万有引力定律。
万有引力定律使人们认识到：由于人与地球的质量相差太悬殊，所以人总是被地球巨大的引力所束缚而不能离开地面。接着，牛顿在1687年完成的《自然哲学的数学原理》一书中指出：如果一个抛物体不受地球引力的作用，就会沿着一个方向向太空深处漂游，浪迹天涯，永远不会回到地球。为此牛顿曾设想制造一座高射大炮，架在高山之上，炮弹平射出去，在获得足够大的速度之后，距地面越来越远，而受到的地球引力也就越来越小，以至能飞到足够远的地方环绕地球飞行而不致掉下来；如果速度再大，甚至会飞离地球轨道而进入宇宙空间漫游。但牛顿设想的高射大炮并没有制造出来，后来的一系列发现也证明这种高射大炮不可能被造出来。
随着人类向宇宙深处探索的延伸，现在问题已经明朗了，要离开地面，就要克服地球引力。如何才能克服地球引力呢？克服引力究竟需要多大的能量？飞行器在突破引力束缚时所需要的最低速度是多少？
根据牛顿提出的理论，人们很快找到了答案。经计算，如果一个物体达到7.9公里/秒的速度，就能使地球对它的吸引力，即物体的向心力与它的离心力保持平衡，物体便可不再坠落到地面，而是环绕地球运行，并与到地面的距离始终保持不变，这个物体就成为地球的一个卫星，环绕地球飞行。这个速度被叫做“第一宇宙速度”，或称“环绕速度”。人类要实现航天的愿望，首先要突破“第一宇宙速度”，这是摆脱地球束缚的第一步。如果按照牛顿的设想，要使炮弹达到7.9公里/秒的速度，炮身需要1公里长，很显然这是无法办到的事情。
如果物体运行的速度再提高，那么它离地球中心的距离就会越来越远，同时飞行速度逐渐减小，飞行轨道变成一个椭圆形；并随着速度的增加，飞行曲线越来越平滑。当速度大到11.2公里/秒时，则椭圆形的曲线就会裂口，地球引力就再也不能对这个物体起作用了。于是，它就会飞离地球，成为太阳系中的一颗行星。这个速度被叫做“第二宇宙速度”，或称“逃逸速度”或“脱离速度”。
当这个物体的速度再增加到16.7公里/秒时，太阳的引力就会显得无能为力，对它也管束不了，只好让其飞出太阳系，到更加广阔的宇宙空间任意遨游了。这个速度被称为“第三宇宙速度”，目前只有火箭才能突破该宇宙速度。
地球上发射的物体达到什么速度才可以摆脱银河系引力的束缚，飞出银河系呢？由于人们尚未确切知道银河系的准确大小与质量，因此只能粗略估算，这个速度需要达到110～120公里/秒，目前还没有航天器能够达到这个速度。
牛顿大炮所昭示的万有引力原理以及三个宇宙速度，奠定了后来发射人造地球卫星和各种宇宙飞行器的科学基础。20世纪50年代，人类终于跨出了摆脱地球束缚的第一步，进入了一个陌生而诱人的太空世界。
“滑翔机之父”李林塔尔
在滑行飞行的实践上，最有名的探索者是奥托·李林塔尔，他最早设计和制造出实用的滑翔机，人称“滑翔机之父”。
李林塔尔出生在德国的一个贫困家庭。他从小就对飞行有着浓厚的兴趣。14岁那年，他和弟弟还模仿鸟儿飞翔，他们用环扣把自己做的翅膀扣在胳膊上，从很高的地方跳下来，最后的结果当然是以失败告终。由于家里穷，李林塔尔没能上大学，从工艺学校毕业后，他到一家工厂当工人。不久，心灵手巧的李林塔尔就调到了厂里的设计室工作，两年后，他获得了一笔微薄的助学金，有了这笔钱，他有了到柏林工艺学院学习的机会。他又做起了飞行梦，用一种叫“阀舌”的机械装置来模仿鸟的翅膀。在他看来，人不能飞起来，是因为没有翅膀，只要有能让人飞起来的翅膀，人就能像鸟儿一样飞翔。李林塔尔当时不知道，哪怕把鸟儿的翅膀安在人的身上，人也是飞不起来的。因为人不像鸟儿那样，具备飞行的素质。人的体力有限，不可能像鸟儿那样不停地运动。人的外形和体重根本不可能在空中飞翔。鸟儿为了飞翔，骨头构造也是很特别的——都是空心的。所以，李林塔尔把“阀舌”安在自己的身上，再次进行飞行试验，结果还是以失败告终。
李林塔尔终于认识到，人是不可能像鸟儿那样飞翔的，但可以借助其他物体飞上蓝天。明白了这一点后，李林塔尔开始进行滑翔机的研究和试验。那时候的李林塔尔已经是一名机械工程师了。他建了一个机器工厂，用机器工厂创造的财富为他提供进行飞行试验所需要的资金。
1891年，李林塔尔终于制造出第一架能实际滑翔的滑翔机，它的外表颇像一只伸展双翼的大鸟，尾部也与鸟尾大同小异，高高翘起。它是用棉布、竹片和藤条制成的。其显著的特点是两副翼面为弓形，是现代伞翼滑翔机的名副其实的鼻祖。李林塔尔驾着这只“大鸟”成功地进行了滑翔飞行。在此后的几年时间里，李林塔尔又先后制造了18种不同的滑翔机，其中有12种是单翼机，6种是双翼或多翼机。他的滑翔机除了机翼面积的大小和布局不同外，机翼形状几乎是一样的，很像天空中飞行的大鸟的翅膀。为了更好地开展试验，他在柏林附近修建了一个试验场。1894年，李林塔尔从一处悬崖上起飞，成功地滑翔了350米，这在当时是一个惊人的成就。他仔细地将自己的成就记录下来，使之成为航空史上最早的飞机性能记录之一。
李林塔尔并不满足已有的成绩，他觉得自己对滑翔机的操纵控制还不是那么熟练，还没有达到随心所欲的地步。他不厌其烦地继续做滑翔试验。从1891年到1896年，他的飞行试验次数多达2000次。随后几年，李林塔尔制作的滑翔机飞得越来越好，最远一次达到1000米。李林塔尔的大名一传十，十传百，有关他的新闻不胫而走，传遍全球，人们授予他“蝙蝠侠”的美称。
1896年4月9日，李林塔尔操纵他的滑翔机从德国斯图伦附近的山坡上起飞了，凭借一股有力的风势，他一下子腾到高空。李林塔尔非常兴奋，却全然不知由于上升迎角太大，滑翔机已达到了失速的边缘。正当他试图尝试一种新的控制方法时，这个“双翼蝙蝠”突然头向下，一直栽向地面。滑翔机摔毁了，李林塔尔也受了重伤——脊椎骨折。人们急忙将他送往医院。在赶往医院抢救的途中，弥留之际的李林塔尔对他的弟弟古斯塔夫说出了最后一句话：“总要有人牺牲的……”
实用飞行史上，在莱特兄弟之前，李林塔尔的名字是最伟大的。他的大量飞行实践和研究为后来的飞机研究者提供了宝贵的经验，直接帮助了飞机的发明人莱特兄弟的成功。德国为了纪念李林塔尔的功绩，为他树立了一座纪念碑，上面写着“最伟大的老师”。
李林塔尔从14岁开始便矢志飞行，为其整整奋斗了34年。他的著作，尤其是滑翔飞行试验方面的经验，使后人受益匪浅。他勇敢顽强、坚韧不拔、不畏牺牲的精神永远激励着千千万万的后人。
莱特兄弟造飞机
像鸟儿一样在天空飞翔，自古以来就是人类的梦想。为了它的实现，人们付出了坚持不懈的努力，许多先驱者甚至付出了生命的代价。终于在1903年12月17日，世界上第一架载人动力飞机在美国北卡罗来纳州的基地霍克飞上了蓝天。这架飞机被叫做“飞行者-1号”，它的发明者就是美国的威尔伯·莱特和奥维尔·莱特。他们的飞行表演拉开了世界飞机飞行的序幕，因此，他们当之无愧地被世人公认为“飞机之父”。
莱特兄弟出生于美国俄亥俄州的一个工人家庭，由于家境贫寒，兄弟俩只读到中学就不得不辍学来挣钱养家。他们靠修理自行车为生。然而，两人的志向并不是做安安稳稳的修车匠，而是要成为勇于探索的机械设计师。两人在工作之余，把目光从陆地上的交通工具转移到天空，研究了人类对飞行器的设计和飞行的各种经验，几年工夫，他们成为远近闻名的航空问题专家。
莱特兄弟早期进行了大量的滑翔机设计和飞行，体会过无数次失败的苦涩，也品尝到了成功的甘甜。在熟练地掌握了滑翔机的设计和操作后，两人又思索，能不能不用风力，而用自身的动力使滑翔机飞起来呢？什么样的动力能够让笨重的滑翔机飞上蓝天呢？
一天，一辆汽车停在了兄弟俩的车行门前，司机向他们借一件工具。眼前的汽车激发了两人的灵感，驱动汽车的发动机不就是最好的动力来源吗！莱特兄弟马上计算了滑翔机能够承载的最大重量，结果是，装在滑翔机上的发动机不能超过90千克。而当时最轻的发动机也有190千克，显然不能用在飞行器上。但在勇敢的探索者的头脑中，是没有“不能”两个字的。工厂不能制造符合规格的机器，莱特兄弟就请一位制造发动机的工程师设计一台。这位工程师没有辜负两人的期望，拿出了一部12马力、重量只有70千克的汽油发动机。兄弟两人非常高兴，立刻将发动机安装到了滑翔机上。为了带动飞行器前行，两人还设计出了螺旋桨。此时的飞行器已经不能叫“滑翔”机了，我们应该叫它飞机才对。兄弟俩进行了多次试飞，然而不是由于驾驶技术欠佳，就是发动机出了故障，或者螺旋桨出了毛病，几次试飞均以失败而告终。
