本書內容分為四個模塊：探索星空的人類視角； 衝破大氣層的裝備挑戰；留在太空上的地球印記；未來火星上的生活暢想。

模塊一是讓小讀者針對星空世界開展觀察並描述，了解古往今來人類對外星世界的探索之旅，培養對未知世界的好奇心及科學精神。

1. 解釋中外古人提出的各種“宇宙學說”，能用建模或其他項目化學習方法進行探究。


2. 通過星空觀察和制作星圖來解讀“天球”概念。


3. 借用多種方法認識並說明地球上觀察星空和探索宇宙的原理。


4. 體驗用天文望遠鏡觀察星空，探究其科學原理，嘗試自制簡易天文望遠鏡。


5. 查閱天文學相關資料了解“紅移”現像，推理“大爆炸”假說。


6. 結合文獻與網絡上對“UFO”描述，思辨太陽繫外是否存在“文明”。

模塊二是讓小讀者通過自己動手制作飛機模型、火箭模型，為飛行器設計飛行軌道，探究降落傘的安全因素，思考遠程探測的實施等綜合實踐活動，培養科學興趣，體會獨特文化，進一步了解航空航天知識。

1. 探究如何控制和改進紙飛機的飛行速度及穩定性。


2. 通過動手制作滑翔機、記錄飛行數據，探究影響飛行性能的因素。


3. 通過自制簡易氣動力火箭，探究火箭升天的原理。


4. 了解降落傘的減速原理，完成降落傘模型演示探究。


5. 通過顏色識別、標簽識別、路徑規劃等，采用編程設計飛行器的飛行軌道。


6. 探究雷達的探測原理及其應用。

模塊三是讓小讀者從我國所取得的航空航天成就中，圍繞不同的角度認識並感受這些事件之間的關聯性，理解這是一個不斷失敗再不斷探索的過程，是一個在失敗中尋找真理、實現創新的過程，從而更深刻地理解我國航空航天文化及接受航天精神的熏陶。

1. 在學習組裝電報機的過程中，正確理解發射、接收無線電信號的原理；通過CW軟件的輔助學習，熟練掌握收報技巧。


2. 理解研究衛星星下點軌跡的意義，並使用Matlab 軟件繪制衛星星下點軌跡。


3. 了解空間站的組成部分及功能作用；自己設計制作一個空間站模型；學習並設計空間站的“機械臂”。


4. 了解DNA 的位置以及結構，並通過實驗提取出細胞中的DNA。


5. 了解細菌的種類及結構，並通過實驗分別完成細菌的提取、培養及計數，探究培養基是如何制成的。


6. 理解PID 算法中微分算法的意義；能根據不同的偏移情況，編程調整相關參數。

模塊四是通過設置情境引發同學思考，以實驗激發同學的好奇心和自主學習動力，鼓勵同學進行跨學科探索。在問題解決過程中，理論聯繫實際，鼓勵同學動手制作、勇於探究、大膽實踐，提高大家發現問題、解決問題的能力。

1. 設計並制作航天服；


2. 了解地球上氧氣的來源，學習制造氧氣的方法等相關內容，設計未來火星基地的“氧氣房”；


3. 通過水的淨化實驗設計水循環繫統，解決水問題；


4. 探究在火星上種植植物的可行性，設計種植植物的實驗裝置；


5. 學習設計紙電路，點亮火星之夜；


6. 學習城市的設計與規劃，探究火星和地球的異同點，設計一座火星上的“地球村”，在活動中培養想像力和創造力。