Космический полёт — путешествие или транспортировка в или через космос. Чёткая граница между Землёй и космосом отсутствует, и Международной авиационной федерацией была принята границей высота в 100 км от поверхности Земли (линия Кармана). Чтобы на такой высоте летательный аппарат летел благодаря действию аэродинамических сил, необходимо иметь первую космическую скорость[1][2], что делает полёт скорее орбитальным, чем аэродинамическим[3][4]. Классическое разделение между авиа- и космическим полётами всё больше размывается благодаря развитию суборбитальных космических кораблей и орбитальных самолётов.
Первый человек, полетевший в космос — советский космонавт Юрий Гагарин. 12 апреля 1961 года на космическом корабле «Восток», запущенном с космодрома «Байконур», он совершил полет по орбите вокруг Земли, 108 минут находясь в космосе, и успешно вернулся на родную планету.
Хотя представление о путешествиях к Луне, планетам и звёздам существовало давно, лишь в XX веке с развитием ракетной техники, которая обеспечивала бы необходимое ускорение для покидания планеты, это стало возможным и является единственным способом. Возможно, первым, кто указал на пригодность ракеты для путешествий в безвоздушном пространстве, был шотландский астроном Уильям Лейтч. В 1861 году он написал эссе «A Journey Through Space», которое было в 1862 году опубликовано в его книге «God’s Glory in the Heavens»[5]. В 1881 году Николай Иванович Кибальчич выдвинул идею ракетного летательного аппарата с качающейся камерой сгорания для управления вектором тяги. За несколько дней до казни Кибальчич разработал оригинальный проект летательного аппарата, способного совершать космические перелёты[6].
Впервые теоретические аспекты космических полётов исследовал русский учёный Константин Циолковский, который сформулировал основные математические положения ракетных двигателей и вывел формулу Циолковского.
Революционер Николай Кибальчич, находясь в тюрьме, разработал оригинальный проект пилотируемого ракетного летательного аппарата. В проекте Кибальчич рассмотрел устройство ракетного двигателя, управление полётом путём изменения угла наклона двигателя, программный режим горения и многие другие научные аспекты. Кибальчич размышлял над проблемами управления полетом летательного аппарата и обеспечения его устойчивости с помощью крыльев-стабилизаторов, анализировал способы торможения аппарата в атмосфере при спуске. обосновал выбор рабочего тела и источника энергии космического летательного аппарата. Материалы по разработке проекта его ракетного двигателя были опубликованы лишь в 1918 году[7].
Немец Герман Оберт также установил в 1923 году основное уравнение ракетной техники и показал с помощью концепции многоступенчатой ракеты как Циолковский, как можно вывести выгодно бо́льший полезный груз на желаемую орбиту.