自古以来，人类就对浩淼的太空充满了千奇百怪的遐想，在这些千奇百怪的遐想的“鼓动”下，人类开始了对太空的早期探索。在今天看来，人类早期探索太空的活动十分简单，有些活动甚至有些幼稚，但正是在这些看似幼稚的活动的基础上，人类逐渐开始了伟大的探索活动。
人类制造的第一种飞行器——气球
热气球是人类制造的第一种成功的飞行器。
千百年来，人类幻想冲破天空的封锁，憧憬着像飞鸟一样自由飞翔。为了尝试翱翔天空的感受，各个国家都出现过一些以鸟羽为翼的“飞人”，但他们的试验皆以失败告终。人们都在思索着，梦想着，到底需要借助什么，人类才能飞上天空。
现代热气球作为人类挑战大自然的工具已有200多年的历史，更远可追溯到中国三国时期。相传，诸葛孔明在一次战役中被对手司马懿围困在平阳，无法派兵出城寻求救援，蜀国兵将束手无策，军心不稳。思前想后，诸葛孔明想出了一条妙计，于是他算准风向，命人拿来白纸千张，制成会飘浮的纸灯笼，系上了求救的讯息，再利用烟雾向上的引力带着它们升空。一个个小小的天灯升起，加上军营内的人大声咋呼着：“诸葛先生坐着天灯突围啦！”，司马懿竟然信以为真，被蒙骗过去了。这一计谋挽救蜀国军士于危亡之际，大家最后因此而得以脱险。此后，后世就称这种灯笼为“孔明灯”。另一种说法，则是这种灯笼的外形像诸葛孔明戴的帽子，因而得名“孔明灯”。
早期的人类太空探索另外，在1000多年前的五代时期，中国的一位名叫莘七娘的女将军，在指挥作战时，也曾用竹篾扎成纸灯，下面用松脂点燃，靠热空气把纸灯送入空中，作为军事指挥的信号。人们管这种灯叫做“松脂灯”，实际上就是早期的一种热气球。和欧洲最早的热气球比较起来，中国的“松脂灯”要早700多年。
在辽阔的天空舞台上，气球曾经扮演了一个重要的角色，在早期的天空探险中屡次建功。
知识点热气球飞行的原理
热气球飞行是根据热空气密度比冷空气密度小，相同体积热空气比冷空气轻而产生浮力的原理。把球囊内的空气加热，使其变轻产生浮力，就可以使气球载重升空。利用开燃烧开关的间隔时间长短，调整球囊温度（气体密度）来控制热气球的上升和下降；利用不同高度层的风向来控制和调整自己的前进方向。热气球不能主动改变方向，它的飞行速度与风速相同。
氢气球升空试验和天空探险
人类第一次载人气球飞行成功以后，热气球飞行活动很快在各国流行开来。可是人们发现，热气球自身有很多缺点，一是制作和提供燃烧动力很麻烦，使用以前先要生火产生热气；二是由于高空气温比较低，热气球飞到天上后会很快变冷，氢气球因而不能飞得更高更远。于是人们就想，最好能找到一种重量既轻、又不用加热的气体来填充气球。
世界上到底有没有这种气体呢？有，这就是氢。氢是世界上最轻的元素，它的重量只有同体积空气的十几分之一，用它来填充气球，可以提供比热气球大得多的升力。18世纪末已有不少科学家注意到氢的特殊性能，如果能把这种最轻的气体充入容器中制成气球，一定能够升入空中。这个想法激励着不少人去探索。英国人卡瓦罗已走到了成功的边缘，他曾用清理过的动物尿泡和纸袋充气，但由于过重和漏气而失败。
世界上第一个氢气球，是法国化学家查理发明的。查理教授先用橡胶和丝织品做成一个大口袋，再在口袋上装一根管子，管子的另一端接在一桶硫酸上。然后，他把锌片不断地扔进硫酸里，让硫酸和锌片发生化学反应，于是大量氢气就产生了，并通过管子充入口袋里。
一天，查理教授来到巴黎的一个公园，进行了世界上第一次氢气球的升空试验。试验是比较成功的，这只氢气球升到约1000米高，飞行了45分钟以后，在巴黎郊区的一个小村旁降落。在那充斥迷信的年代，宗教和科学都在用自己的力量争取群众。当时，这个氢气球透过蒙皮渗出一股股浓烈的硫磺气味，被当地居民看成了恶魔。他们请天主教司祭来惩治这一奇怪的“天外来客”。这个平时装神弄鬼的人此时也战战兢兢地不知如何是好。一个胆大的人走近气球，对它开了一枪，气球开始漏气了。接着，司祭壮起胆子，在他的煽动下，人群凶猛地扑向“怪物”，把它绑在马尾巴后面，结果，查理的发明物被拖成了一块块的碎片……
查理教授既高兴，又惋惜。他决心制作一个更大的氢气球，并且亲自乘坐它，升到天空中去！
3个月以后，气球做好了，定于1783年12月1日试飞。
那天，有20多万人从四处赶来观看，热闹非凡。查理教授和一位伙伴一起，乘着氢气球在广阔的天空中遨游。查理的载人氢气球用浸涂橡胶的丝织物制成，气球下部逐渐收缩过渡为放气管，以防止高空气压过低或太阳照射时氢气体积膨胀而引起爆炸。查理调节升力的重要措施，是安装了两个用绳索来操纵活门的放气活塞。整个气囊被安全网索套着，下面悬挂承力框和吊篮。这些设计细节一直沿用到后来的气球上。
查理和他的助手罗别尔站在鸟笼一样的吊篮里，请来帮忙的人用力拉住系留索。当时，由于激动和不安，谁都一言不发。当抛掉8.62千克的配重物后，气球开始从地面升起，一直飞到650米的高度，在45分钟内飘飞了40千米。
氢气球随后，查理又进行了半小时的单人飞行。这次减少了一个人的体重，气球升到了2000米的高度。在人类历史上，查理是第一个达到这个高度的人。
后来，查理教授在回忆这次飞行的时候，曾经激动地对人们说：“当我离开地面时，一种从未有过的欢快之感油然而生。啊，这就是幸福！”的确，这是发明成功的幸福，是人类向大自然挑战时的幸福，是探险获得胜利后的幸福！
从罗泽尔的900米到查理的2000米，人类在空中越升越高，可是，天到底有多高呢？根据科学的认识，在地球的周围有一层厚厚的大气。大气可以分成很多层，其中贴近地面的一层叫对流层，大约有十几千米厚，对流层中的空气最稠密。再往上是平流层，这一层的顶部离地面大约80千米，这里空气十分稀薄，温度也很低。人类如果到了那里，没有必要的保护装置，必定会因缺氧而得高空病，甚至会死亡。
勇敢的飞行探险家们没有在死亡的威胁面前停住脚步。为了科学的发展，为了征服天空，他们前仆后继，依靠简陋的设备，向天空发起一次次冲击！
1803年7月18日，比利时科学家罗伯逊和同伴罗斯特一起，乘氢气球在空中飞行了6个半小时，首次达到7000米的高度，打破了留空时间和高度上的两项世界纪录。在高空中，罗伯逊感到非常难受，随着气压计不断下降，他的耳中尽是嘈杂的响声，呼吸困难，浑身无力，眼睛中布满血丝，血液也仿佛都涌到了头顶。这是典型的高空病症状。别说是人，就是鸟儿也无法适应这样恶劣的环境，气球吊篮中携带的两只鸽子，一只死亡，另一只也奄奄一息。
1862年，英国气象学者格列塞和他的青年助手果克苏升到了9000米的高度。在7000米的高度上，高空旅行者受到了第一场严峻的考验：酷寒和空气稀薄双双折磨着他们，而探索大自然秘密的决心却鼓舞着他们顽强地继续升高。
在他们有趣的高空实验室里，藤条吊篮中除气压计、温度计和时钟外，还挂着一只鸟笼。粗大的缆绳系着铁锚，着陆后要用它系留气球，防止被风刮跑。试想，他们靠着如此脆弱的“风船”航行于大气海洋的惊涛骇浪之中，该需要多么大的勇气和毅力啊！
气球在继续上升，超过了7000米，突然，格列塞眼睛模糊了，看不清气压表刻度和时钟的指针。他用手支着身子，可是，右手失去了力量，左手也开始发麻，这是一种高空缺氧反应。他正想挣扎起来观察仪表，却无力地倒在吊篮里，失去了知觉。他的助手果克苏在紧急关头，冒险攀上了吊篮的框架，想用手去拉放气活塞绳，但他的手臂也开始发麻，不听使唤。小伙子急中生智，硬是用牙齿咬住活塞绳往下拉，才排出一部分氢气，使气球下降，回到地面。
高空历险归来，格列塞把他的亲身体验写成一篇报告，引起了医学家的注意，并立即进行了一系列高空生理的实验和研究。以后，人们采纳了医生的建议，在大气海洋中航行时一定要携带氧气。
氦气球可以说是气球的第三代。有了它，许多过去人们难以飞越的地方，像英吉利海峡、北极等，现在都畅通无阻了。于是，永不停顿的气球探险家们又给自己的挑战提出了新的目标。
1978年8月11日晚，夜幕沉沉，笼罩着北美大陆。在美国东部缅因州的大西洋岸边，一个体积达5000立方米的巨大气球腾空而起。这个气球名叫“双鹰2号”，里面充满了氦气，球体用尼龙和轻质的人造橡胶薄膜制成。3位美国发明家，本·阿布鲁佐、马克西·安德森和拉里·纽曼，坐在气球下的吊舱里，乘着一股从美洲向东吹往欧洲的高空气流，开始了一次充满危险的航行。原来，他们计划横跨烟波浩渺的大西洋，飞到欧洲大陆去！
寒冷的北极我们先回顾一下载人气球横越大西洋的历史。早在1873年，就有人提出了这个计划并付诸实施，但气球起飞后不久就一头栽了下来。后来又有不少飞行家做过这万里越洋的尝试，但是等待着他们的，是一次又一次的失败，还有7个人献出了宝贵的生命。就拿20世纪70年代来说，在重新兴起的越洋飞行热中，有8次失败的纪录，其中一对英国夫妇和一个美国人在大洋上失踪。但令人欣慰的是，在人们的不懈努力下，跨洋飞行的距离在不断地增加着，其中最长的一次，有两名英国飞行家在离目的地只有100多千米的海洋中落水。在“双鹰2号”的3位飞行家中，有两位曾经参加过“双鹰1号”的越洋飞行，结果在空中漂泊3天后掉在冰冷的海里，其中一位的双腿被严重冻伤，后来几乎锯掉……
