從地球走向太空，是人類文明的一大進(jìn)步。
飛天夢是人類自古以來就有的夢想。希望能像鳥兒一樣自由自在地在空中飛翔，是航空夢；到月亮上去，進(jìn)而探索莽莽河漢和浩瀚神秘的太空，是航天夢。這兩類夢想吸引著無數(shù)英雄競折腰，甚至為此犧牲，但人類仍然前仆后繼，勇往直前。
航空和航天，起源一致但因理論和技術(shù)不同而分家，本書描述的是航天而非航空。
中國人自古不缺航天夢，從嫦娥奔月的神話想象，到萬戶飛天的身體力行，歷史文化中均有傳說和記載，甚至現(xiàn)代航天中必不可缺的火箭技術(shù)也源自我們祖先的偉大發(fā)明。
20 世紀(jì)中葉開始的美蘇冷戰(zhàn)把人類拉進(jìn)了太空時(shí)代。從 1958 年蘇聯(lián)發(fā)射顆人造衛(wèi)星開始，人類探索太空的腳步已經(jīng)走過了近 60 年的歷程。奔赴太空半個(gè)世紀(jì)，托起人類千古一夢。其中不僅有科學(xué)家求知欲的滿足，也伴隨著時(shí)代變革的風(fēng)風(fēng)雨雨。從美蘇兩個(gè)超級大國在第二次世界大戰(zhàn)之后的人才爭奪戰(zhàn)開始，航天方面的科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅猛，各國紛紛在太空亮劍，掀開了在科學(xué)、技術(shù)、軍事、政治各領(lǐng)域的全面競爭。這其中有成功的喜悅，也不乏失敗的教訓(xùn)。
這個(gè)世界各國以千億萬億資金投入，數(shù)萬人辛勤勞動以至付出生命代價(jià)的航天工程，為人類文明做了些什么？人類對太空的眾星系有何更深入的理解？如今，借助于現(xiàn)代的高科技，我們?nèi)绾沃匦陆庾x太陽系和銀河系、如何認(rèn)知太空中那些遙遠(yuǎn)而且形形色色的神秘天體？太空的探索與開發(fā)又如何改變了人類的生活和思維方式？此外，在滿天繁星及航天探秘的背后，隱藏著哪些基本又有趣的物理知識？這些是本書作者希望引領(lǐng)讀者思考解決的問題。
然而，宇宙茫茫，星辰無數(shù)。除了億萬的自然天體之外，幾十年來，人類發(fā)射至太空的人造天體也已經(jīng)上萬！因此，作者不可能面面俱到，只能帶領(lǐng)你在這個(gè)巨大星海旁的沙灘上，拾取幾顆美麗的貝殼。通過一些典型事例的介紹，讓讀者對基本航天知識以及其中的物理原理有所了解。同時(shí)，也通過介紹人類航天史上一些妙趣橫生和震撼人心的故事，使讀者認(rèn)識人類航天的簡要?dú)v史輪廓。從古代的飛天傳奇，到世界各大國之間的太空爭奪戰(zhàn)，說明航天工程對人類文明社會的重要性。
也許有人會說，天上的星星固然美麗迷人，但離我們太遙遠(yuǎn)。登陸月球、火星，那都是科學(xué)家和航天員考慮的事，與我們的日常生活有什么關(guān)系呢？這實(shí)際上是對天文學(xué)及航天事業(yè)的誤解，姑且不談理想夢想之類的長遠(yuǎn)而抽象的話題，太空中發(fā)生的很多事情是與人類生存息息相關(guān)的。天上的星星并非遙不可及，它們的運(yùn)動和變化無時(shí)無刻不在影響著我們的生活。
在美蘇太空競爭的年代，美國總統(tǒng)林登約翰遜曾經(jīng)說過：控制了太空，便有能力控制天氣、干旱和洪水，改變潮汐、提高海平面……這是比終極武器更重要的東西，這是從太空某處達(dá)到完全控制地球的終目的。
約翰遜這段話的意思就是說，控制了太空便意味著控制了世界的未來。
誰不愿意控制未來呢？誰也不希望未來被別人控制！這就是為什么世界各國都想要發(fā)展航天事業(yè)，都紛紛想加入這個(gè)太空俱樂部中來分一杯羹。發(fā)展航天事業(yè)，將自己的國力展示于他人，也亮劍于太空，這是如今每一個(gè)大國的愿望和共識。
如今的航天領(lǐng)域，已經(jīng)不僅僅是美俄兩國之爭。美國對太空的興趣一如既往，近幾年的探索重心已大大超出月球，而世界上許多國家也都紛紛宣布了自己的太空探索計(jì)劃。俄羅斯的航天計(jì)劃停滯多年后正在艱難重啟；日本將與美國合作載人探月項(xiàng)目；歐洲的航天計(jì)劃因金融危機(jī)擱置，但希望參與俄羅斯的月球探測項(xiàng)目中；印度一直都關(guān)注航天事業(yè)的發(fā)展，自主研發(fā)顯示了其大國雄心，探索太空的步伐也從未停止。
中國從來就重視航天事業(yè)。從 1970 年發(fā)射顆人造地球衛(wèi)星（東方紅 1號），在太空響起東方紅開始，長征號運(yùn)載火箭、神舟載人飛船、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，還有天宮嫦娥和玉兔，一系列太空探索計(jì)劃步步緊跟。航天時(shí)代已經(jīng)到來，太空離我們并不遙遠(yuǎn)！
沒有哪一門科學(xué)像航天這樣充滿了幻想色彩。除了古代各種文化中的神話故事外，近現(xiàn)代的許多天文學(xué)家也都寫過科幻作品。航天科學(xué)的先驅(qū)者更是熱衷于將他們的航天思想用科幻的形式表達(dá)出來，以便容易得到廣大民眾的認(rèn)同。早在 400 多年前，天體力學(xué)的祖師爺，大家熟知的開普勒（Kepler，15711630）就寫過一本既像科幻又像科學(xué)專著的作品（以《夢》為題發(fā)表），描述他想象中的星際之旅。
航天相關(guān)的科幻作品與天文、物理方面的科學(xué)論文如同糾纏在一起的兩條環(huán)繞線，在互相促進(jìn)和影響下前進(jìn)。從開普勒之后，特別是哥白尼的日心說站穩(wěn)地位、牛頓又建立了經(jīng)典力學(xué)之后，西方有關(guān)航天的科幻小說可以列出一大串。1657年，法國作家貝爾熱拉出版的科幻小說《月球之旅》中，已經(jīng)頗為超前地討論了 7 種登月的方法，前6種都失敗了，只有第 7 種爆竹產(chǎn)生的焰火成功了。貝爾熱拉并非科學(xué)家，卻偶然地預(yù)言到了牛頓直到半個(gè)世紀(jì)之后才總結(jié)出的作用與反作用原理。在阿西爾埃羅于1865年出版的《金星之旅》中，主人公也發(fā)明了一種利用水的反作用力將飛船推入太空的動力裝置。作者在書中還用手槍的后坐力來生動地說明了反作用力的由來。從原理上來說，現(xiàn)代的火箭和書里的水箭并沒有本質(zhì)區(qū)別，只不過是噴射的物質(zhì)不同罷了。當(dāng)年文學(xué)作品的想象力大大地超越了科學(xué)技術(shù)能達(dá)到的現(xiàn)實(shí)，更為可貴可贊的是 17、18 世紀(jì)的科幻作家們在其作品中表現(xiàn)出的那種認(rèn)真思考科學(xué)原理的求實(shí)精神。
如今，在現(xiàn)代新一輪的太空航天競賽中，如何才能發(fā)揮中國現(xiàn)有的優(yōu)勢，盡快縮小與先進(jìn)國家的差距，走出自己獨(dú)特的航天技術(shù)之路呢？這其中除了專業(yè)人士的努力之外，廣大民眾的理解和支持也必不可少。因此，向公眾科普航天知識，讓老百姓更多地熟悉太空、了解航天，是科學(xué)工作者的任務(wù)，也是本書作者的初衷。
航天學(xué)是一門有趣的學(xué)科，但實(shí)際的工程發(fā)射過程卻充滿了危險(xiǎn)和挑戰(zhàn)，特別是載人航天。太空畢竟是一個(gè)與人類的地球家園迥異的環(huán)境，我們要適應(yīng)太空、克服人體的各種不良反應(yīng)等，對此，科學(xué)家們做了許多研究。此外，載人航天器的發(fā)射和返回過程危險(xiǎn)性很大，航天史上有過幾次大事故，作者也會加以介紹，使人們能以此為鑒。
迄今為止，因?yàn)楹教炱鞯乃俣人�限，現(xiàn)代的航天技術(shù)主要只是探索太陽及太陽系中的八大行星。因此，作者僅對太陽系幾個(gè)主要行星及它們的幾個(gè)典型有趣的衛(wèi)星的物理規(guī)律和特點(diǎn)做了基本介紹，帶領(lǐng)讀者星海拾趣。人類感興趣且派去探測器的有哪些星球？為什么對它們特別看待？哪幾個(gè)星球與地球的環(huán)境為類似？在這些天體上是否探測到任何生命存在的跡象？如果地球突然發(fā)生大災(zāi)難，人類有移民其他星球的可能性嗎？
此外，如今飛得遠(yuǎn)的旅行者號探測器被認(rèn)為剛剛抵達(dá)太陽系的邊界。但通過望遠(yuǎn)鏡，人類卻已經(jīng)觀察到了廣博得多得多的宇宙。作者也將對哈勃空間望遠(yuǎn)鏡及韋伯空間望遠(yuǎn)鏡略作介紹。
為了增加可讀性，作者以二戰(zhàn)后美蘇的太空競爭為線索，插入一些當(dāng)事人和研究者的逸聞趣事，再將航天方面的科學(xué)技術(shù)發(fā)展穿插其中，讀故事、長知識，讓讀者在輕松閱讀故事的過程中學(xué)習(xí)航天知識。
十分有趣的是，除了人類社會中的各個(gè)大國在進(jìn)行太空爭奪戰(zhàn)之外，宇宙中的各個(gè)天體雖然本是沒有意識的非生命之物，它們之間卻似乎也在進(jìn)行著爭斗。從物理學(xué)的視角看，宇宙間存在 4 種基本相互作用，其中強(qiáng)相互作用和弱相互作用只在微觀的尺度范圍內(nèi)起作用，它們可以影響每個(gè)星體內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的物理過程，但與天體之間的運(yùn)動關(guān)系不明顯。其他兩種力：引力和電磁力，都是長程力，對天體的相互運(yùn)動起著重要的作用。宇宙中大大小小、形形色色的天體運(yùn)用它們各自的引力和電磁力，像是在互相搶地盤、占山頭，大星吞小星、小星撞大星，用物理規(guī)律展開一場無言的戰(zhàn)爭。對此，作者描述了宇宙中一幅十分有趣的物理圖景。
該書的讀者可定位于各個(gè)領(lǐng)域的大學(xué)本科生、研究生，對天文學(xué)、航天、物理學(xué)等感興趣的初、高中學(xué)生等。然而，航天技術(shù)及其探索目標(biāo)太空之謎，對各個(gè)階層和領(lǐng)域的讀者，都具有極大的誘惑力。本書中沒有數(shù)學(xué)公式，因而適合所有愛好科學(xué)的廣大讀者閱讀，包括各個(gè)年齡層次的文科讀者。
本書作者既是物理學(xué)者，又是科普作家，物理概念清晰，文字功底深厚，表述深入淺出，比喻恰到好處。作者善于使用通俗的解釋、流暢的語言、直觀的圖像來解釋深奧難懂的物理內(nèi)容。
閱讀本書，能使讀者從如下幾個(gè)方面獲益：通過介紹航天中的典型事例，滿足各個(gè)年齡階層人們對太空的好奇心，增長見識，啟發(fā)人們對地球、太陽系和人類未來的思考，吸引年輕人踏進(jìn)科學(xué)技術(shù)、天體物理、航天工程的大門。
用通俗易懂的比喻，圖文并茂的解釋，幽默風(fēng)趣的語言，引導(dǎo)讀者學(xué)習(xí)、思考和探索星體背后的物理現(xiàn)象，了解天體運(yùn)行、恒星演化、宇宙變遷的基本物理規(guī)律。讓讀者體會大自然造物之巧，感受科學(xué)理論之美。