但是，长时间在宇宙中飞行，宇宙环境因素和失重将对人的生理、心理以及工作能力会有什么样的影响？比如说，一昼夜的太空飞行里，处于失重状态下，宇航员的心血管系统、呼吸系统、听视觉器官以及精神状态、工作能力会有什么样的变化或突发性伤害？这些问题，仅仅一圈的太空飞行，并没能回答。
加加林从太空返回后，前苏联科学家对他及时进行了体检，得到了一些有用的生理数据，科罗廖夫则仔细询问加加林飞行的全部细节，这些工作，都是为第二次载人太空飞行作的调查研究。
第二次太空飞行究竟以多长时间为宜？大家有不同看法。
国家宇航委员会最后决定，同意科罗廖夫的提议，由季托夫完成第二次的一昼夜轨道飞行。
1961年8月6日清晨，火红的太阳从地平线上冉冉升起，蔚蓝的天幕罩在拜科努尔宇宙发射场。巨大的“东方号”火箭，闪着柔和的银光，像利箭一样刺向天穹，远处是一望无际的草原。“东方-2号”发射前的工作已经就绪。与“东方-1号”相比，飞船内的设备作了调整，生命保障已有了细致的检验。季托夫是飞船的驾驶员，替补飞行员是尼古拉耶夫。
7点钟，国家宇航委员会召开扩大会议，各部门负责人汇报飞行准备工作，委员们分别在会议记录上签字。同意季托夫今天按计划飞行。
发射场的扩音器，传来科罗廖夫与进入飞船的季托夫的通话。
“自我感觉很好！”
“进入5分钟准备！”
……“升空！”
9时整，“东方-2号”飞船在火箭的推动下，与火箭一起慢慢地离开发射架，向高空飞去。
不久，扩音器里传来季托夫从轨道上传来的第一句话：“我正在地球上空，在我们祖国上空飞行。”
超重、发动机的噪声和振动刹那间消失了，周围是死一样的寂静，季托夫进入了失重状态。
最初的一分钟里，季托夫感到自己脚朝上、头向下悬着飞行。不久，这种感觉消失了。
这时，季托夫摘下手套，开始检查飞船设备是否处于正常工作状态。突然，他感到头向左右摆动起来，头昏眼花，简直无法集中精力工作。以后，就称这种失重状态下的头部反应为“季托夫病”,并想出了克服的方法。
与加加林的首次飞行不同，加加林是完全不用自己动手驾驶飞船的，飞船是按事先设计好的程序自动控制的。季托夫在检查完飞船设备后，开始了驾驶飞船的试验，结果操作准确无误，于是他就把飞船转入手动操作飞行控制状态，毫不费劲地自己驾驶飞船。同时，他用摄像机，第一次从轨道上拍摄太空、地球和月面。地面上的坐标计算中心里，医学专家通过无线电设备，遥测季托夫的生理参数，监视他的声音和脸色。
每一个半小时，季托夫就绕地球飞行一圈。飞行了两个多小时后，地面上开始午餐了，季托夫也开始在宇宙中吃午饭。食品是特制的，有汤、肉饼、面包、腊肠、维生素巧克力、柠檬果片等。喝水要用吸管。季托夫食欲正常。
第四圈飞行开始时，季托夫使飞船进入自动驾驶状态，午休了一个小时，然后就在舱里进行体育锻炼。第六圈时，他开始与地面同步吃晚饭。第七圈时，他开始睡觉。所有这一切，都被地面严密监测着。有的科学家甚至担心，处于失重状态下的季托夫可能睡着后就醒不来了，那就遭了。
比预定起床时间晚了十几分钟，季托夫醒来了，身体的不适和疲劳都消失了，又精力充沛地投入工作。
飞到第十六圈时，按飞行计划，马上就要准备返航，同时，地面要求他返航的指令也传来了。第十七圈，返回地面飞行开始，反推火箭准时点火，飞船脱离原来轨道，向地面飞近。不久，季托夫从飞船中弹射出来，在萨拉托夫州红角村不远的田野上安全着陆。
季托夫胜利地完成了绕地球的一昼夜飞行，在加加林之后创下太空飞行奇迹。地面上的昼夜只能遇到一次日出日落，季托夫在轨道上飞行了十七圈，每一圈都会遇到日出的奇景，所以，他一昼夜里迎来了17次宇宙朝霞。
3.妇女也登天
加加林的首次航天比美国1961年5月5日“水星-3”号飞船的首次载人亚轨道飞行领先了23天。此后前苏联又发射了5艘“东方”号载人飞船。
1963年6月14日和1963年6月16日前苏联连续向轨道发射了由贝柯夫斯基驾驶的“东方-5”和由捷列什科娃驾驶的“东方-6”号航天飞船。两艘飞船的入轨时间相差两天，在轨道上的最近距离相隔4.8km,而在同一天返回地面。
这次飞行的意义在于，“东方-6”号飞船的驾驶员捷列什科娃是世界上第一个飞进宇宙的女性。她一共飞行了70小时40分钟49秒，绕地球48圈。这次飞行正是在国际妇女代表大会开幕的前夕。这一事实本身强有力地表明，妇女可以在任何方面与男人并驾齐驱。
前苏联英雄、上校捷列什科娃本来是一名跳伞运动员。1961年12月加入航天员的训练队伍。1962年3月入党。训练期间她刻苦地钻研火箭技术，学习飞船结构方面的理论知识，顽强地锻炼身体。她总是尽最大努力去完成医生及设计师对她提出的任何学习和训练任务。
飞行后捷列什科娃也进了茹科夫斯基航空工程学院学习，并以优异的成绩领取了毕业证书。
后来她与驾驶“东方-3”号飞船飞行的航天员尼古拉耶夫结为伉俪，组成了世界上第一个航天员之家。也许，这样的结合是为了研究航天对遗传学的影响而有意安排的。然而，由于飞行时间太短，恐怕不会获得什么能说明问题的结果。
捷列什科娃后来当选了最高苏维埃代表、前苏联妇女委员会主席、国际民主妇女联盟副主席。
4.太空散步12分钟
1965年3月18日，前苏联向近地轨道发射了“上升-2”号航天飞船。与“东方”号系列飞船的区别在于，它是一个双座航天器并带有一个特殊的闸门舱。闸门舱两端的两个带密封盖的舱口分别与飞船船体连接和通向广漠的宇宙。
飞船由飞行指挥别利亚耶夫和副驾驶列昂诺夫驾驶。这次飞行的目的是完成首次出舱活动。
入轨之后航天员们立刻着手准备。在飞船舱内飞行指挥帮助列昂诺夫穿好特殊的、备有自动的生保系统的航天服，检查了设备、系统和记录及通信装备的工作情况。调好飞船舱内及闸门舱内的压力之后，打开从飞船通往闸门舱的舱口盖。列昂诺夫通过舱口盖进入闸门舱之后，飞船指挥再关闭飞船舱的舱口盖。然后闸门舱除压，列昂诺夫打开出舱盖。立刻，使人目眩的阳光充满了闸门舱。
列昂诺夫把头伸出舱口，无边无际、深奥莫测的太空展现在他的眼前。日月星辰在他面前悠忽浮游而过。
列昂诺夫从容地穿过出舱闸门。在舱外他靠一条系索与飞船相连，离开飞船的最远距离在5m以上。
过去专家们并不清楚，在开阔的宇宙里人将如何处置自己？如何移动？能否保持空间定向能力？也许，根本就不能出舱，或者远离飞船时系索拉不住人怎么办？所有这些及其他一些问题都使列昂诺夫产生了一种加加林首次飞行时曾出现过的那种心理状态。但是列昂诺夫的情况要轻松一些，因为这次不只他一个人。留在舱内的别利亚耶夫一直与他保持着双向联系，他密切注视并指挥着列昂诺夫的行动，随时准备在必要时去援助他。
前苏联对其即将进行的航天计划向来秘而不宣，事先从不公布于众。因此每项重大行动都显得来的突然，从而产生一种出奇制胜、一飞上天、一鸣惊人的效果。同加加林首次飞行一样，前苏联新闻界对“上升-2”号的飞行目的，在一开始一直守口如瓶。只是在列昂诺夫出舱之后才马上以一条特别新闻播出，并进行了电视实况转播，以显示其又一伟大成就。安装在闸门舱边缘上的摄影机如实地显示了列昂诺夫在舱外整个过程里的活动。可是，万万没有想到，航天员在返回船舱时遇到了麻烦。由于宇宙服在真空环境里像气球一样膨胀了起来，所以怎么也无法通过舱口。航天员在舱外焦急地挣扎，懊恼地咒骂，足足费了8分钟才回到座舱，而整个舱外活动一共才20分钟。
真是祸不单行。“上升-2”号返回地球时由于自动的太阳定向系统失灵，不得不采用手控操纵。结果飞船降落在离预定着陆地区800km之遥、大雪封盖的森林里。尽管如此，这总算是一次别开生面的飞行。它揭开了征服宇宙史上的新的一页，证明人不仅可以在飞船内完成飞行任务，而且可以在飞船舱外活动和工作。这对于未来航天活动中航天员的营救、航天器的安装和维修及舱外设备故障的排除，都具有实际意义。
5.又一颗“水星”升天
把人送入太空并安全返回地球，也是美国的梦想，还在研制火箭、发射卫星的时候，美国人就有各种不同的载人飞行方案。1958年，美国颁布了太空法，成立了国家航空航天局。艾森豪威尔总统当时要求新成立的国家航空航天局，尽快策划第一个美国的载人太空飞行计划。正好，国家航空航天委员会提出建议，利用研制中的擎天神火箭，进行载人轨道飞行。局长格林南批准了这个计划，称为“水星计划”.它是将一个人射入绕地轨道，观察他在飞行中的身体和心理方面的适应情况，而后再将他安全收回地球的计划。从1958年10月7日起，美国开始实施“水星计划。”
1962年2月20日8点40分，火箭载着飞船，直线上冲。几秒钟后，在自动控制下，火箭向东北方向转动。发射后45秒，火箭与空气作用达到最剧烈的程度。不久，助推火箭按时灭火并与主火箭分离，此时格林已冲出大气层，而后进入轨道。
他一共在轨道上飞行了3圈，共5个小时。飞行第一圈时，飞船内的温控系统发生故障，舱内温度升到40℃。第二圈时，自动驾驶仪也发生故障，格林就手动操纵飞船飞行，直到飞行结束。第三圈时，不幸的消息又传到他耳里：还在飞行第二圈开始时，飞船底部的防热壳松动，如果飞船进入大气层返航时防热壳脱落，他将葬身火海。事后得知，防热壳的松动，是由于飞船的一个校音器错传信号所产生的虚惊。依靠沉静、坚毅的人格力量，格林镇定地操纵飞船顺利返回地球。
2点43分，“友谊7号”带着火焰，溅落在大西洋海面。3点零1分，格林和飞船被捞上航空母舰。肯尼迪总统立即与格林通话祝贺他飞行成功。而后，格林要通了家里的电话……
傍晚，格林坐直升飞机飞往大土耳基岛体检和休养。
2天后，副总统詹森亲自飞来迎接格林回卡那维拉尔角，参加盛大的欢迎集会。在这里，他与家人团聚了。在格林的引导下，肯尼迪总统参观了“友谊7号”飞船，并详细了解格林飞行的细节。
华盛顿举行了规模盛大的庆祝游行，格林一家被邀到白宫作客。而后，格林到参众两院联席会议发表演说。他成了美国的太空英雄。
格林首次轨道飞行成功，标志着“水星计划”的目标初步实现。在他之后，“水星计划”又进行了三次飞行。卡彭特于5月24日在轨道上飞了3圈，10月3日史莱也进行6圈飞行，最后一次飞行是1963年5月15日，飞行员是库柏，他在轨道上飞行了22圈，共34小时20分钟。到此，“水星计划”宣告成功。
四、科幻成真--航天飞机研制成功
航天飞机的发展可以追溯到早期的科学幻想和本世纪初火箭先驱者们的宏伟计划。1981年8月12日，美国“哥伦比亚”号航天飞机首航成功，极大地鼓舞了人们开发宇宙、利用宇宙的信心。随后，航天飞机得到了快速的发展，人类开发宇宙的梦想正逐步变成现实。
1.“戴纳-索尔”的努力
第二次世界大战后，火箭技术的突破为航天飞机的研制提供了可能。1947年10月14日，美国贝尔飞机公司研制的贝尔X1飞机，飞行速度达到了1.06马赫。它不仅有普通飞机的驾驶设备，而且装有火箭控制装置，因此，能在极高的稀薄空气中操纵自如。随后，这种以火箭作动力的研究性飞机又产生了几种改进型。
1951年，美国贝尔飞机公司又制订了一个发展可重复使用的空间飞机的方案，这个被称为贝尔·波米的飞行器共分为两部分：第一部分是带翼的助推器，装有5台大型火箭发动机；第二部分体积不大，有3台火箭发动机。在空中，这架笨重的火箭飞机两部分分离，带翼助推器滑翔返回基地，第二部分则依靠本身贮箱中的推进剂继续飞行。
1959年11月，美国波音公司与空军签订了研制一种载人空间滑翔机的合同。这是一种三角翼滑翔机，也即有人驾驶的火箭助推滑翔飞机。它既有大气层中使用的普通气动控制装置，也有空间飞行用的喷气发动机，称做“戴纳-索尔”.这种飞机在大气层边缘靠空气反弹飞行，可以绕地球飞行几圈。考虑到它再入大气层时要经受极严酷的气动加热环境，因此，它的壳体将采用超级耐高温合金、陶瓷和石墨材料。以后，美国又准备使“戴纳-索尔”具备航天飞机的能力。
“戴纳-索尔”的代号改成了X-20,贝尔公司准备在1965年进行空中分离试验。为了使它进入预定的空间航道，它将被装在大力神3C火箭的头锥上发射，但由于成本逐渐上升，“戴纳-索尔”的重量问题难以解决。1963年12月10日，刚刚开始组装的“戴纳-索尔”被断然取消了，它的成果和设备转用于“双子星座”计划。
与此同时，60年代的X-15计划也正在执行之中，该计划也研究航天飞机同样所遇到的难题。1959年，第一架X-15飞机开始了探索性飞行，它从一架改型的B-52轰炸机上脱落起飞。试验中，飞机在空气稀薄的高空飞行，在那里，气动面已完全不起作用，因此，驾驶员左手持操纵杆，利用飞机头部的火箭推进器控制俯仰和偏航，利用机翼中的推进器控制滚动，飞机的航速超过了6倍音速。
1962年7月，罗伯特·M·怀特驾驶X-15飞机升到了103269米的高空，创造了新纪录。10月，X-15带2个外挂燃料箱，时速达到了7272公里。但是，X-15计划随后也遭到了挫折，在同年的11月15日，美国空军少校丁·亚当斯在他的第7次飞行中，在侧滑时可能看错了滚动指示器的读数，致使飞机再入大气层时偏离航向而造成不稳定和失速，在18288米的高空，飞机终于碎裂，他本人也不幸丧生。
当“戴纳-索尔”计划正在执行的同时，还有一种新一代的小型试验飞行器在兰利研究中心通过了高超音速风洞试验。这种外形短粗的飞行器被称作升力飞行器。第一架升力飞行器是M2-F1,它看上去是圆筒状，外面贴有胶合板，只能用来在低速条件下试验。