’n Ruimtevlug begin gewoonlik met die lansering van ’n tuig, wat dit die aanvanklike stukrag gee om swaartekrag te oorkom en die tuig van die Aarde se oppervlak af te dryf. In die ruimte val die beweging van die tuig in die veld van astrodinamika. Sommige tuie bly vir altyd in die ruimte, ander disintegreer terwyl hulle die Aarde se atmosfeer weer binnedring en ’n paar land op die Maan of ’n planeet.
Ruimtevaart het in die ingenieurswese ’n moontlikheid geword met die publikasie in 1919 van Robert Goddard se geskrif A Method of Reaching Extreme Altitudes. Sy gebruik van die Lavalstraalpyp vir vloeibarebrandstofvuurpyle het interplanetêre reise ’n moontlikheid gemaak. Hy het ook in die laboratorium bewys vuurpyle sal in die vakuum van die ruimte werk. Die publiek het egter nie sy werk ernstig opgeneem nie. Sy poging om in die Eerste Wêreldoorlog ’n weermagkontrak te kry vir ’n vuurpylaangedrewe wapen, is deur die wapenstilstand van 11 November 1918 met Duitsland in die wiele gery.
Goddard se geskrif het Hermann Oberth egter beïnvloed, en hy het weer ’n groot invloed op Wernher von Braun gehad. Von Braun was die eerste persoon wat moderne vuurpyle vervaardig het as geleide wapens, wat deur Adolf Hitler gebruik is. Von Braun se V-2 was die eerste vuurpyl wat in Junie 1944 op ’n toetsvlug die ruimte bereik het: ’n hoogte van 189 km.
Aan die einde van die Tweede Wêreldoorlog het Von Braun en die meeste lede van sy vuurpylspan aan Amerika oorgegee en hulle het daarna aan Amerikaanse missiele gewerk. Hierdie werk het eindelik gelei tot die lansering van die eerste Amerikaanse satelliet, Explorer 1, op 1 Februarie 1958 en die eerste Amerikaner in ’n wentelbaan, John Glenn, op 20 Februarie 1962 in die tuig Friendship 7. As direkteur van die Marshall Space Flight Center was Von Braun in beheer van die ontwikkeling van ’n groter klas vuurpyle, Saturn, wat Amerika in staat gestel het om die eerste twee mense, Neil Armstrong en Buzz Aldrin, in Julie 1969 na die Maan en terug te stuur in Apollo 11. Oor dieselfde tydperk het die Sowjetunie probeer om die N1-vuurpyl te ontwikkel om ’n mens na die Maan te stuur, maar hulle het nie daarin geslaag nie.
Die lansering van ’n vuurpyl vir ’n ruimtevlug vind gewoonlik by ’n ruimtehawe plaas, wat lanseerblaaie en -komplekse kan hê vir vertikale vuurpyllanserings asook aanloopbane vir die vertrek en aankoms van vragvliegtuie en ruimtetuie met vlerke. Ruimtehawens is gewoonlik vir veiligheidsdoeleindes ver van woongebiede geleë. Interkontinentale ballistiese missiele het verskeie spesiale lanseergeriewe.
’n Lansering is gewoonlik beperk tot ’n sekere venstertydperk: ’n tydperk waarbinne die vuurpyl lanseer moet word. Dit kan afhang van die posisie van die hemelliggame en/of wentelbane met betrekking tot die lanseerterrein. Die grootste faktor is dikwels die rotasie van die Aarde self.
Loena 1 was in 1959 die eerste bekende mensgemaakte voorwerp met ’n groot genoeg snelheid om van die Aarde se swaartekrag te ontsnap. Op die foto is ’n replika.
Om in ’n geslote wentelbaan te gaan is nie noodsaaklik vir reise na die Maan of ander planete nie. Vroeëre Russiese ruimtetuie het baie groot hoogtes bereik sonder dat hulle eers in ’n wentelbaan was. Nasa het dit oorweeg om Apollo-sendings direk in ’n maantrajek te stuur, maar het toe eerder die strategie gebruik om die tuie eers in ’n "parkeerwentelbaan" te hou en later in ’n maantrajek te plaas. Dit het die koste verhoog weens die groter hoeveelheid dryfmiddel wat nodig was om te keer dat die tuig na die Aarde terugkeer.
Nasa se werkmetode het egter die beplanning van die Apollo-sending op verskeie belangrike maniere grootliks vereenvoudig. Dit het die venstertydperk vir lansering aansienlik verleng en die kans op ’n suksesvolle lansering verbeter. Die parkeerwentelbaan het wetenskaplikes die geleentheid gegee om die tuig verskeie ure lank behoorlik na te gaan ná die stres van die lansering voordat dit in sy lang vlug na die Maan geplaas is. Die bemanning sou ook vinnig na die Aarde kon terugkeer indien nodig, of die sending kon aangepas word.
Robotiese sendings vereis nie dié noodmaatreëls nie en ondersoektuie na die Maan en ander planete word gewoonlik direk in ’n trajek geplaas vir die maksimum werking.
Die teorie vir ’n veilige terugkeer na die Aarde is deur Harry Julian Allen ontwikkel. Tuie wat die atmosfeer weer binnegaan, doen dit na aanleiding van dié teorie met ’n stomp deel na voor. Stomp vorms beteken minder as 1% van die kinetiese energie word omgesit in hitte wat die tuig kan bereik. Die grootste deel van die hitte-energie beland dus in die atmosfeer.
Die Mercury-, Gemini- en Apollo-kapsules het almal in die see neergeplons. Hulle is ontwerp om teen ’n relatief lae snelheid te land met die hulp van ’n valskerm. Russiese Soejoes-kapsules het ’n groot valskerm en remvuurpyle gebruik om spoed te verminder. Die pendeltuie het soos ’n vliegtuig geland.
Die Internasionale Ruimtestasie (IRS) is ’n bewoonbare ruimtestasie in ’n lae wentelbaan om die Aarde. Die eerste eenheid is in 1998 gelanseer, en die IRS is nou die grootste mensgemaakte voorwerp in ’n lae wentelbaan. Dit kan dikwels met die blote oog van die Aarde af gesien word. Die eenhede is deur die Russiese Proton- en Sojoes-vuurpyle en die Amerikaanse pendeltuie die ruimte ingestuur.