科学幻想常常是科学的预言，能够启发人们作出重大的发明和创造。一百多年以前，法国就有一位科学幻想家——儒勒·凡尔纳，写了一部著名的科幻小说《从地球飞向月球》，生动地描写了勇敢的探险家如何乘坐炮弹飞船遨游太空，炮弹飞船的重量为8吨，里面有客舱，舱内坐着3名探险家，还带有1只鸡和1只狗，并带足了食品和饮水以及用于自卫的枪支和弹药。可惜后来由于遇到了流星，未能完成探险计划。俄国科学家齐奥尔科夫斯基绘制的第一艘宇宙飞船，外形象一滴泪珠，乘员舱设在头锥部位，燃料贮箱在后部，内装的是液氧和液氢组成的高能推进剂。在贮箱部位他画了一个长长的锥形喷管。喷管中燃烧的推进剂被想象成与喷气发动机中的一样能发生膨胀。

到20世纪中叶，火箭技术有了飞跃的发展，人类飞向宇宙的梦想已逐渐成了现实。人们为了顺利地进行太空飞行做了大量的研究工作，发射了一系列高空生物火箭，把狗、猩猩、兔和大白鼠等大小动物送到离地面100～200千米的高空，考察它们的适应情况，并按时返回地面。经过长期反复试验研究，发现狗的某些生理机能变化和人有相类似的反应。1957年11月3日，原苏联成功发射了第一颗载有小狗莱伊卡的生物卫星，取得了许多第一手资料，然后经历了无人飞船到载有动物的飞船，再到载人飞船，经历了循序渐进、反复试验的过程。在无人飞船的发射过程中，都曾失败过，对飞船的系统、结构、部件做过不同程度的修改。原苏联发射过5艘无人飞船，其中2艘失败，2艘载有小狗。美国发射过6艘无人飞船，3艘失败，2艘载有黑猩猩。

1961年4月12日，原苏联航天员加加林乘坐东方1号飞船，绕地球飞行108分钟后，安全返回地面，开创了世界上载人航天的新时代。1963年6月16日，世界上第一个女航天员尼古拉耶娃乘坐东方 6 号飞船进入太空。东方号飞船，是原苏联最早的载人飞船系列，用于单艘或者编队载人飞行。飞船由球形密封座舱和圆柱形仪器舱组成，重约4.73 吨，在轨道上飞行时与圆柱形的末级火箭连在一起，总长7.35米。球形座舱直径2.3米，能乘坐1名航天员。飞船飞行轨道的近地点约为180千米，远地点为222～327千米，绕地球1周约89分钟。东方号飞船系列在空间进行了科学、医学和生物研究以及技术试验后，都安全地返回地面。这期间美国也发射了水星号飞船，飞船的总长约2.9米，最大直径1.8米，重约1.3～1.8吨，可乘坐1名航天员。第一、二艘水星号飞船，只进行了直上直下的亚轨道载人飞行，飞行高度186千米，飞行距离约480千米，飞行时间15分22秒钟。

在载人争夺战中，第一回合是东方号飞船单人飞行、编队飞行，原苏联赢得了主动权。第二回合是美国双子星座飞船的双人飞行、阿波罗号飞船的登月飞行，美国取得了空间优势。双子星座飞船，是为阿波罗号载人登月飞行做技术准备，飞船重约3.2～3.8吨，最大直径3米，由座舱和设备舱两个舱段组成。座舱分为密封和非密封两部分。密封舱内安装显示仪表、控制设备、废物处理装置和供2名航天员乘坐的2把弹射座椅，并携带食物和水。无线电设备、生命保障系统和降落伞等安装好后放在非密封舱内。从1965年3月～1966年11月共进行了10次载人飞行。在载人飞行之前还先发射了2艘未载人的双子星座飞船。双子星座飞船计划的目的，在于取得长时间轨道飞行的经验，练习掌握轨道机动、会合和对接技术。1965年12月15日，在航天员参与下，双子星座7号飞船与双子星座6号飞船，在同一时间，以相同速度到达空间同一位置，在轨道上以同一速度飞行，有时相距仅10厘米左右，实现了世界上第一次交会。1966年3月16日发射的双子星座8号飞船，在太空实现了与阿金纳火箭顺利飞行中的对接，且十分平稳。此外，航天员还进行了多次太空行走试验，取得了舱外活动的经验。

阿波罗飞船登月，是世界航天史上具有划时代意义的一项成就。美国研制的阿波罗号飞船，由指挥座舱、服务舱和登月舱3大部分组成。指挥座舱为圆锥形，高3.2米，重约6吨。它又被分成3个舱段，前舱内放置着陆部件、回收设备和姿态控制发动机；航天员舱为密封舱，存有供航天员生活14天的必需品和救生设备；后舱内装有10台姿态控制发动机，各种仪器和贮箱，控制、制导导航系统和舱载计算机以及无线电系统等。服务舱，前端与指挥座舱对接，后端有推进系统主发动机喷管，舱体为圆形，高6.7米，直径4米，重约25吨。登月舱，由下降级和上升级组成，地面起飞时重量14.7吨，宽4.3米，最大高度约7米。上升级为登陆舱主体，内可容纳2名航天员，有导航、控制、通信、生命保障和电源等设备。航天员完成月面活动后，驾驶上升级返回绕月运行轨道与指挥座舱会合。