宇宙飛船是以多級火箭作為運載工具，從地球上發射出去能在宇宙空間航行，能保障宇航員在外層空間生活和工作，能執行航天任務並返回地麵的航天器。它的運行時間有限，是僅能使用一次的返回型載人航天器。宇宙飛船也可以做往返於地麵和空間站之間的“渡船”，還能與空間站或其他航天器對接後進行聯合飛行。
宇宙飛船一般由乘員返回座艙、軌道艙、服務艙、對接艙等部分組成。登月飛船還配有登月艙。返回座艙是宇宙飛船的核心艙段，也是整個飛船的控製中心。返回座艙除要適應起飛、上升和軌道運行階段的各種外力和環境條件外，還要承受再入大氣層和返回地麵階段的急劇減速和氣動加熱。飛船的軌道艙裏麵裝有各種實驗儀器和設備。其服務艙對飛船起服務保障作用。而對接艙是用來與空間站或其他航天器對接的艙段。
人類第一艘宇宙飛船誕生於蘇聯科學家手中。
20世紀50年代，蘇聯政府撥出大量資金作為宇宙飛船的研製經費。經過蘇聯科學家們的努力，人類第一艘宇宙飛船“東方1號”誕生了。它由2個艙組成，上麵的是密封載人艙，又稱航天員座艙。這是一個直徑為23米的球體。艙內設有能保障航天員生活的供水、供氣的生命保障係統，以及控製飛船姿態的姿態控製係統、測量飛船飛行軌道的信標係統、著陸用的降落傘回收係統和應急救生用的彈射座椅係統。另一個艙是設備艙，它長31米，直徑“阿波羅11號”宇宙飛船升空為258米。設備艙內有使載人艙脫離飛行軌道而返回地麵的製動火箭係統，供應電能的電池、儲氣的氣瓶、噴嘴等係統。1961年4月12日，“東方1號”宇宙飛船載著蘇聯宇航員尤裏·加加林向太空出發了。這艘滿載人類夢想的宇宙飛船成功地在外層空間繞地球一圈，飛行了1小時48分鍾。“東方1號”宇宙飛船的航行成功，意味著人類已經可以飛出地球，在宇宙空間中航行了。美國在1969年研製成功了“阿波羅11號”宇宙飛船，並在7月16日發射了載有3名宇航員的宇宙飛船。經過73小時的飛行後，宇宙飛船到達了月球，完成了人類曆史上的首次登月。
至今，人類已先後研究製出3種構型的宇宙飛船，即單艙型、雙艙型和三艙型。其中單艙式最為簡單，隻有宇航員的座艙，美國第1個宇航員格倫就是乘單艙型的“水星號”飛船上天的；雙艙型飛船是由座艙和提供動力、電源、氧氣和水的服務艙組成的，它改善了宇航員的工作和生活環境，世界第1個宇航員乘坐的蘇聯“東方1號”飛船、世界第1個出艙宇航員乘坐的蘇聯“上升號”飛船以及美國的“雙子星座號”飛船均屬於雙艙型；最複雜的就是三艙型飛船，它是在雙艙型飛船基礎上或增加1個軌道艙（衛星或飛船），用於增加活動空間、進行科學實驗等，或增加1個登月艙（登月式飛船），用於在月麵著陸或離開月麵，蘇聯的聯盟係列和美國“阿波羅號”飛船是典型的三艙型。聯盟係列飛船至今還在使用。我國的神舟六號宇宙飛船也屬於三艙型。
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