操控飞行器，展开太空飞行

自1961年来，人类飞向太空的脚步便未停歇。当时苏联宇航员尤里．加加林（Yuri Gagarin）在「东方1号」（Vostok 1）的自动化宇宙飞船中，进行了仅108分钟的短暂飞行。工程师不确定人类要如何应付太空飞行的考验，便设计了无需人为干预的宇宙飞船──从发射至着陆，加加林仅扮演乘客的角色。

但在接下来数年，情况开始有所改变。在轨道中进行复杂操作（如尝试对接两艘宇宙飞船）有赖人员直接输入指令。同样地，登月任务需要飞行员即时进行输入，才能降落月表。然而，直到1981年，美国国家航空航天局（简称NASA）的航天飞机开始服役，宇航员才能完全操控发射后到着陆期间的过程。

在无重力下，得考量许多因素，因此太空飞行的难度极高。操控飞机得仰赖三个轴：滚转轴、俯仰轴和偏航轴。但在太空中，除少了能控制飞行器的大气和重力外，飞行员还得处理宇宙飞船的旋转和定向。

宇宙飞船装上了推进器，以便在太空中航行。抵达轨道后，并非朝目的地飞去就行，一切其实和轨道力学有关。若想追上前方的目标物，便得降低轨道高度。好让宇宙飞船绕行地球的轨道变小、追上目标。若尝试加速前进，轨道反而会变大，因此错过目标。

像航天飞机（于2011年退役）之类的飞行器就很仰赖人为操控。航天飞机的驾驶舱与飞机的并无太大不同，飞行员透过操纵杆来控制航天飞机。点燃不同的推进器便能改变航天飞机的方向，在轨道上执行许多任务（如维修太空望远镜或布署卫星）。

任务结束后，航天飞机会重新进入地球大气。其他多数宇宙飞船会透过降落伞，于陆上或海面着陆，航天飞机则不然。它就像旨在飞越地球天际的超重型滑翔机，可经由人员操控──虽然有点难度──于地面跑道降落，以准备下趟飞行任务。

于 1981年4月12日升空的STS-1是首次的航天飞机载人任务

成为宇航员须具备工程学、生物科学、物理科学、资讯科学或数学的学士学位，需要至少1000小时的喷射机驾驶经验，双眼视力（可戴眼镜）得达到1.0，同时具备关键的领导技能和团队合作精神，才有机会成为宇航员。

有许多著名的宇航员曾驾驶过不同的宇宙飞船。众所皆知的尼尔．阿姆斯特朗（NeilArmstrong）便于1969年7月驾驶阿波罗11号（Apollo 11）的登月小艇，进行历史性的登月任务。当时阿姆斯特朗面临燃料不足的困境，紧急寻找合适的着陆点，在燃料仅能撑几秒钟的情况下，他靠着专业知识让自己和巴兹．艾德林（Buzz Aldrin）平安着陆。

同时，宇航员罗伯特．克里彭（RobertCrippen）于1981年4月受命进行首次航天飞机载人任务，哥伦比亚号上仅有两名乘客：他自己和指挥官约翰．杨恩（John Young）。

哥伦比亚号（Columbia）首趟任务中的驾驶舱组员

而今，许多宇宙飞船均仰赖自动驾驶，而非人为操纵。俄罗斯的联盟号（Soyuz）宇宙飞船透过自动系统与国际太空站（简称ISS）进行对接。 SpaceX公司旗下的「载人飞龙号」（Crew Dragon）太空舱就设计成完全自动化，其中的宇航员只须进行极少的操控。同样地，波音的「星轮」（Starliner）宇宙飞船亦采用自动化技术，但宇航员也能在必要时接手。

多年来，有不少人尝试打造「太空飞机」（spaceplane，结合了飞机的飞行能力与宇宙飞船的航宇功能）。目前唯一能抵达太空的现役太空飞机是维珍银河（Virgin Galactic）公司的「宇宙飞船2号」（SpaceShipTwo），由改装的波音喷射飞机载至天际，与母机分离后，便启动火箭引擎、继续高飞。

这艘太空飞机旨在飞越地球上方100公里处的正式太空边界，让乘客体验数分钟的失重状态。接着，宇宙飞船2号返回大气，并以「顺桨」（feathering）系统将尾翼向上旋转，借此平安返回地球，降落在跑道上。宇宙飞船2号最多能载运八人：两名机组员和六名付费体验太空之旅的乘客，目前的机票价格约25万美元。

维珍银河的太空飞机是为了载付费乘客前往太空所设计

文中图片均来源于《How it works》杂志