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在对火箭运动理论进行了一番研究之后，齐奥尔科夫斯基又对星际航行问题进行了研究和展望。在1911年发表的论文中，他详细地描述了载人宇宙飞船从发射到进入轨道的全过程，内容涉及飞船起飞时的壮观景象、超重和失重对航天员的影响、失重状态下物体的奇异表现等。
1935年9月19日，齐奥尔科夫斯基逝世，享年78岁。今天，在航天界仍然流行着一句名言，这是齐奥尔科夫斯基在给《航空评论》杂志的信中写下的：“地球是人类的摇篮，但人类不可能永远被束缚在摇篮里。”
人类载人航天之路
二战时，德国科学家冯·布劳恩团队试制了A1火箭。在此基础上，德国研制出了V2火箭。1944年9月8日，第一枚V2火箭击中了伦敦，随后更多的V2火箭给英国带来了巨大损失。二战后，冯·布劳恩和他的团队来到了美国，继续从事火箭与导弹的研究。与此同时，苏联也开始了自己的航天之路，并在1957年把第一颗人造卫星送上了近地轨道。为了与苏联竞争，1958年，冯·布劳恩用丘比特C型火箭成功地把美国的第一颗人造卫星送入太空。但是很长一段时间，美国的太空探索步伐一直是跟在苏联之后。
1961年4月12日，苏联宇航员加加林乘坐“东方一号”飞船升空，成为第一个飞向太空并环绕地球飞行的人类。紧接着， 1961年5月5日，美国用“自由七号”飞船将谢泼德送入了地球亚轨道。
1969年7月，在冯·布劳恩的主持下，美国成功完成了“阿波罗”登月计划，将阿姆斯特朗和奥尔德林送上了月球。阿姆斯特朗踏上月球后，说出了那句著名的话：“这是个人迈出的一小步，却是人类迈出的一大步！”
而中国一直到1970年4月24日，才将第一颗人造卫星“东方红一号”发射升空。随后，中国也在1971年开始了载人飞船“曙光一号”的研制，可惜的是，由于各方面的原因，项目于1972年下马。
随着美、苏竞争的日益激烈，1971年4月19日，苏联发射了世界上第一个空间站“礼炮一号”，开辟了载人航天的新领域。1986年2月20日，苏联成功地发射了“和平号”空间站的核心舱，从此开始了新型空间站的建设。在“和平号”空间站运行的15年里，共有31艘载人飞船、62艘货运飞船与其对接，28个长期考察组和16个短期考察组先后访问过空间站，共进行了16 500次科学试验，完成了23项国际科学考察计划。2001年3月23日，“和平号”空间站坠落于南太平洋预定海域，成为人类历史上飞行时间最长的空间站。
早在“和平号”空间站坠落之前，国际空间站项目就已经开始启动。
1993年，国际空间站由美国、俄罗斯、11个欧洲航天局成员国（法国、德国、意大利、英国、比利时、丹麦、荷兰、挪威、西班牙、瑞典、瑞士）、日本、加拿大和巴西共16个国家联合建造。按照计划，该空间站最初设计的服役期限是到2015年，之后被延长两次，分别至2020年和2024年。2020年8月，国际空间站发生轻微漏气事件。人们预测，2025年以后，空间站其他部件也会雪崩般地失灵。所以可以肯定的是，2024年之后，国际空间站大概率不会再接受航天员入站实验。
国际空间站初始建设阶段，中国就开始申请参加这个项目，但由于美国的拒绝，中国一直被挡在了国际空间站合作项目之外，只好自力更生开发空间站。直到2021年4月29日“天和”核心舱成功发射，这一路走来历经艰辛，但也收获满满。
早在1999年，我国就开始逐步发射一系列的“神舟”飞船。从最早的无人飞船，到搭载模拟人，再到2003年“神舟五号”首次实现载人飞行。2011年，“天宫一号” 空间实验室发射升空，随后发射的“神舟八号”与“天宫一号”顺利对接，成功验证了交会对接技术。“神舟九号”飞船实现了首次载人交会对接，航天员进入“天宫一号”工作。2017年，我国首艘货运飞船“天舟一号”成功发射，并与2016年发射的“天宫二号”对接。今、明两年，我国将接续密集实施飞行任务，在2022年前后在空间组合成“天宫”空间站的T字基本型，并与多艘“天舟号”货运飞船和“神舟号”载人飞船对接，从而完成航天员长驻任务，最终实现天宫梦圆。
载人航天的科学与想象
19世纪末，齐奥尔科夫斯基为了介绍他的航天理论，开始创作科幻小说。在他早期关于载人航天的论文里，他也详细地描述了载人宇宙飞船从发射到进入轨道的全过程。人们读起他的著作，有身临其境的感觉，这其实也是对载人航天的超前想象。
德国火箭天才冯·布劳恩既是一位伟大的航天科学家，也是一位科幻迷兼科幻作家。二战期间，他为了看美国的科幻杂志，通过外交渠道将《惊奇故事》科幻杂志带进了德国。不仅如此，他还在1949年参加了一次世界科幻大会，并起草了一份关于核脉冲推进系统的白皮书，递交给了美国国家航空航天局，热情推广核动力推进火箭。同时，他也将核动力火箭的构想写入了火星探险科幻小说中，同时担任了许多科幻电影的科学顾问。
说到关于载人航天的科幻小说，最有名的应该是法国科幻小说作家儒勒·加布里埃尔·凡尔纳创作的《从地球到月球》和《环月旅行》。就在同时代，英国科幻小说作家赫伯特·乔治·威尔斯也创作了一部关于月球的科幻小说——《首先登上月球的人們》（也译作《月球上最早的人类》）。
中国真正的第一部科幻小说也是关于载人航天的，这就是1904年荒江钓叟创作的《月球殖民地小说》，这部小说的头三十一回刊登在《绣像小说》第二十一期到第四十二期，后四回刊登在第五十九期至六十二期，最后没有写完。这部科幻小说说的是湖南人龙孟华搭乘“气球”寻觅妻儿，先在地球上找到妻子，最后在凤飞崖找回曾经登月的儿子龙必大，全家最终团聚。
此后，在中国科幻文坛上陆续出现了不少优秀的航天题材作品，如东海觉我撰写的《新法螺先生谭》（1905）、包笑天撰写的《空中战争未来记》（1908）等。值得一提的是著名作家老舍先生的小说《猫城记》（1932），小说描述了地球主人公在火星上的种种见闻，这是利用航天题材对中国当时社会现实进行辛辣讽刺的重要文学作品。
新中国第一部科幻小说是张然的《梦游太阳系》，这里面也有关于载人航天的部分。另外，也有学者认为新中国第一部科幻小说是郑文光的《第二个月亮》，这也是一部与载人航天有关的科幻小说。郑文光的长篇科幻《飞向人马座》（1978），仍然写的是载人航天题材，3个错误地登上“东方号”飞船的年轻人被错误地发射上天并险些坠入宇宙边缘的黑洞。郑文光的两部火星题材科幻小说也大受读者的欢迎，如《火星建设者》（1957）以明快的笔调描写人类改造火星的历程，该小说曾经获得莫斯科国际青年联欢节大奖，而长篇科幻《战神的后裔》则转用写实方法呈现火星改造的艰辛与困境。
除郑文光之外，童恩正、肖建亨、叶永烈、刘兴诗、王晓达、郝应其等都曾经创作过优秀的载人航天科幻文学作品。进入20世纪90年代以来，载人航天科幻小说也进入了全新的天地。韩松的《宇宙墓碑》（1991）描写人类在茫茫星海中寻求人生意义时所领略的苦涩与艰难。王晋康的《拉格朗日坟场》（1997）揭示了未来太空中仍然存在的势力角逐。刘慈欣的《中国太阳》
（2002）展现了一位农民逐渐远离自己的家园，走到城市并最终进入了宇宙太空。星河的《路过》（2001）通过一支月球考察队的个体化经历介绍了月球的另类历史。苏学军的《火星三日》（2001）寻找普通人视角下呈现的火星开发。凌晨的《水星的黎明》（1998）把太空中的救援与自救场面描写得壮观美丽。绿杨的《鲁文基探案》（1995）表现了月球中的多元文化。杨平的《库克岩石》（1998）叙述了人类探险队在火星上与异类的接触。
