用运载系统多级火箭。理论上，使用化学能驱动的火箭发动机能实现从地球的单级入轨。但挑战在于：轨道速度要超过、起飞阶段克服地球稠密大气层的阻力，再入阶段的热防护，综合成本的竞争力。在其他质量较小且没有大气层的天体表面发射单级入轨航天器是现实可行的，如火星、月球。阿波罗登月的登月舱、苏联的几艘无人自动登月返回的月球号系列探测器等都实现了月面的单级入轨。
历史.
早期概念.二十世纪中叶前，对太空旅行的研究还很少。1960年代，这种工艺的一些早期概念设计开始涌现