載人航天是集國家政治、軍事、科技實力為一體的高難度系統(tǒng)工程。要真正把人送入太空乃至使人長時期在太空生活，必須要突破三大技術(shù)難題。
第一個難題是，研制出推力足夠大，可靠性極端好的運載工具。 前蘇聯(lián)發(fā)射東方號、上升號、聯(lián)盟號等載人飛船的運載火箭都是運載能力5噸以上，而且在發(fā)射中極少發(fā)生事故的優(yōu)秀運載工具。為了確保發(fā)射時萬無一失，運載火箭及飛船的關(guān)鍵部件必須是雙備份或三備份，火箭、飛船在上天前，必須經(jīng)過一系列極嚴(yán)格的地面測試和模擬飛行，直到?jīng)]有一絲隱患才能放行上天。據(jù)記載，蘇／俄近百次發(fā)射載人飛船，運載火箭出現(xiàn)問題宇航員使用逃逸塔救生設(shè)備的僅1次。美國航天飛機(jī)的近百次飛行，也只有挑戰(zhàn)者號爆炸一次災(zāi)難性事故。難怪有專家說，由于對可靠性的重視，實際上，與航海、航空及陸上各種交通運輸工具比較，航天器的活動有著最好的安全記錄。
第二個難題是，獲得空間環(huán)境對人體影響的足夠信息，了解人體所能承受的極限條件并找到防護(hù)措施。
空間環(huán)境與陸地環(huán)境有著天壤之別。太空中高度真空，沒有氧氣沒有水，如果沒有任何保護(hù)，人體暴露在這樣的環(huán)境里，不消一分鐘，就會由于身體內(nèi)外的巨大壓差而爆炸，體液會迅速沸騰汽化。太空中溫差極大，由于沒有空氣對流，航天器朝陽面溫度可達(dá)100℃以上，而背陰面則會在－100℃以下，在遠(yuǎn)離地球的深空中，溫度則達(dá)到人體根本無法耐受的－273℃。太空中還充滿了有害的宇宙輻射。另外太空失重環(huán)境，特別是飛船上升、返回階段的加速度和減速度會使人體發(fā)生平衡功能紊亂、體內(nèi)組織位移、肌肉萎縮、骨質(zhì)脫鈣等病變。
要在這種環(huán)境里保證人的生存，就必須研制出密封的防輻射飛船，飛船中要配備能供人正常生活的空氣、水、溫度等基本生命保障條件。同時還要為宇航員裝備上宇航服，一旦宇航員要走出飛船座艙到太空中工作，所有的生命保障系統(tǒng)便全由宇航服提供。
在近40年的載人航天實踐中，蘇／俄研制出了東方號、上升號、聯(lián)盟號三代載人飛船，美國也成功使用了水星號、雙子星座號和阿波羅號三代載人飛船以及航天飛機(jī)。乘坐這些航天器，截至1997年4月世界上已有727人次宇航員成功地進(jìn)入了太空。
第三個難題是，可靠的救生技術(shù)及安全返回技術(shù)。 載人航天與不載人航天最大的區(qū)別就在于救生技術(shù)的應(yīng)用和安全返回的絕對可靠。
載人航天的救生裝置有彈射座椅、逃逸塔、分離座艙和載人機(jī)動裝置等。它們在飛行的不同高度發(fā)揮各自的作用。
一般來說，飛行高度在10公里左右時，宇航員可以采用彈射座椅的方式彈出發(fā)生危險的航天器，跳傘救生。也可以啟動逃逸塔，讓逃逸塔拉著飛船甩掉出毛病的火箭另行降落救生。如果火箭高空發(fā)生問題，宇航員跳傘不行了，逃逸塔已按飛行程序拋掉了，則只有采取分離飛船座艙的辦法，讓飛船座艙自己返回救生。飛船入軌后，一旦自身遭到損壞或宇航員生病，需營救時，那么只有暫時采用船上救生裝置等待地面發(fā)射飛船救生的辦法。
飛船的安全返回也不容易，它需要啟動反推火箭減速、調(diào)姿、進(jìn)入返回軌道等技術(shù)，還要闖過三道"鬼門關(guān)"：一是過載關(guān)，飛船高速進(jìn)入稠密大氣層時會產(chǎn)生巨大的沖擊過載，就像飛機(jī)撞山一般；二是火焰關(guān)，飛船返回與空氣的劇烈摩擦?xí)a(chǎn)生幾千度的高溫，沒有防護(hù)，鋼筋
鐵骨也會化為灰燼；三是撞擊關(guān)，飛船降落盡管有降落傘，但它的降落速度仍達(dá)每秒14米，不采取措施，就是壯漢也會被摔死。此外，落點的精度也是大問題，前蘇聯(lián)的一艘飛船返回時出現(xiàn)落點偏差，結(jié)果營救人員找不到宇航員，而宇航員卻被困在冰天雪地的森林里差點凍死。
盡管載人航天困難重重，但人類正在一步步地掌握它的規(guī)律。中國航天科學(xué)家已經(jīng)具備了解決三大難題的能力，中國的載人航天工程已經(jīng)蓄勢待發(fā)。
