这项训练是针对进入太空的任务而进行的课目，前苏联载人航天系统已有4个不同型号的飞船和2个型号的载人轨道站（航天站）。在第1个飞船东方号上只是进行人体本身的试验和观察，无论男女宇航员基本上都屑这一任务性质；第2个飞船上升号除进行多人1船飞行的实验外，又进行宇航员出舱在太空“行走”的实验；从第3个飞船联盟号和以后的改型联盟T型以及札炮号与目前的和平号轨道站（航天站），所进行的空间作业就多起来了，除飞船对接操作外，还进行太空焊接、组装航天器、施放卫星，观测与军事作业等等太空活动。所有这些活动，事先都要在地面有针对性地训练。还要进行某个飞行器的飞行程序训练、意外预测及救生措施训练，包括如何使用救生装具和生命保障系统服装及措施。
所有这些训练都是在特制的飞行模拟器中进行的。这些为掌握航天作业及锻炼飞行技术的模拟器分静态和动态两种，在结构与职能上又分为通用飞行训练模拟器、复合式专用职能飞行模拟器。通用飞行训练模拟器一般由4个部分组成：座椅及操纵系统；运动系统；视景系统，即从观察窗或屏幕上显示出星际空间和地球表面的面貌；电子计算系统。被训练的宇航员在飞行模拟器中反复练习飞行技术和体会航天过程的动作以及类似飞行中的情形。前苏联在训练宇航员掌握与熟悉航天作业中，除使用通用飞行模拟训练器外，还逐渐研制成各种专业及职能训练器。如模拟历次载人航天器的发射及飞行程序的训练器、操纵及导航训练器、观察飞船外界的训练器、着陆训练器、为在太空中完善科学研究的技巧训练器、手控及脚操纵飞船训练器、飞船各特殊仪表工作模拟训练器、航天中视觉定向训练模拟器、生命保障系统模拟训练器、无线电及通讯设备训练模拟器、光学仪器训练模拟器等单项任务及技术训练模拟器。还有特殊任务模拟训练器，如为解决航天器对接、发射卫星、太空组装平台、焊接作业等的训练模拟器。此外为发展长期载人航天器，还研制了星际飞行器的训练器、航天站及航天飞机等模拟训练器。宇航员都要进入这些装置内训练。
前苏联对飞行模拟训练的要求特别严格。如在大水池中利用浮力模拟太空失重现象，进行太空作业训练，在水池中设置礼炮号航天站与联盟号飞船的联合对接体，被训练的宇航员穿上潜水衣（类似航天服装）在舱外作业，从修理、组装、处理意外情况到从舱内到舱外正常出出进进，反复练习太空作业技巧本领。据说每天训练不少于6小时，要练习近两个月才能具备进入太空的资格。
水星号飞船是美国第一个载人航天器型号，它的任务非常明确，就是证明人可否进入太空生存，并进行部分的太空观察任务，也考验载人航天器及其发射系统的可靠性。更明确一点说，水星号飞船只要能安全的发射，人与飞船能安全地返回地面，就算其特殊飞行任务顺利地完成了。因此在特殊飞行任务训练中要求，第一步要训练宇航员摸清飞船上的布局。为使宇航员熟悉他的飞船，训练的主持者要他参加所有的舱内检验活动，通过参加操纵系统的检验，可以熟悉操纵系统。当飞船进行环境控制系统检验时，受训宇航员呆在飞船里，操纵着环境控制器具，与检验工作互相配合以达到熟悉飞船的目的。宇航员还参加飞船检修和修改的所有会议以熟悉情况。在熟悉情况的基础上，每个宇航员必须演习他们的特定飞行计划，用程序训练器反复按飞行计划进行操作训练；同时为应付可能发生的紧急事件而进行一些意外情况的训练。除宇航员个别训练外，还和水星号飞船控制中心和与他们的特殊飞行有关的地面人员进行联合训练，以利整个飞行任务的完成。当飞船和运载火箭在发射台上联接后，宇航员要参加所有的发射准备、无线电频率的校正、模拟飞行试验等活动，并与地勤人员订出详细的发射程序。
美国水星号飞船的宇航员从被选上到进入太空之前，各项训练不间断地进行。如，第一个进入太空的美国人格伦共进行了两年零10个月。
双子星座飞船是个双人乘坐的载人航天器型号，整个训练是按上述的三个阶段进行的，为了进一步了解其训练实质与训练项目内容，我们再从训练设备方面来分析与观察一下其训练活动。
1动态乘员程序模拟器。这个训练设备主要是模拟飞船发射和返回大气层的动态情况，它安装在休斯敦约翰逊航天中心。在作用与功能上，可提供音响、运动和视觉感，宇航员利用俯仰正90°角的变化来模拟纵加速度向量，同时也可编排偏转（偏航）、滚动、噪声来模拟飞船活动的真实性，训练中混合计算机组启动与控制程序，座舱仪表板可出现各种显示指标。宇航员在这台训练器上有如乘坐飞船发射和返回，模拟动作相当逼真，在训练中还可模拟80种正常或失败性的发射和返回程序，并在必要时加以修正和处理。宇航员在这里完成初步练习后，便到双于星座飞船飞行模拟器进行下一步训练。
2双子星座飞船部分工作训练器。这是由水星飞船程序训练器改装而成的，是供双子星座飞船的宇航员早期训练时使用的，有模拟手控动作或其它单项飞行动作程序而编排的训练项目等。
3双子星座飞船飞行模拟器。这是一种模拟双子星座飞船全程序的模拟设备，也是训练双子星座飞船宇航员的主要训练设备，共两台，其中一台安装在休斯敦约翰逊航天中心，另一台安装在肯尼迪角发射场。这个能模拟发射、人轨、轨道飞行和返回大气层全过程的飞行训练器的电子计算机组是由3个96000字节储存容量的数字机组成。训练器与双子星座飞船结构完全相似和逼真。内装种种显示器、座椅和各种控制装置，从舷窗可观察到外部星空和地球表面情况，并有电视屏遥测装置。此模拟器大致可发出知个遥测信号，在完整的联合模拟训练时，这些信号可传播到世界通讯网和所用的跟踪网络。宇航员训练时不穿全压服，在训练中飞行控制中心配备飞行控制员，在后期的大部分训练中宇航员则穿训练服或飞行服。宇航员在此训练器中要进行正常与意外操作程序的训练。在发射前到肯尼迪角发射场训练时为最后训练期，它以训练正常程序为主。
4宇航员出舱训练器。双子星座飞船的发射任务中有在太空出舱活动的课题，因此在地面训练时对出舱程序及活动要求比较严谨。出舱训练包括装备活动的训练：宇航员按程序从储存器中取出脐带、背包和所有出舱用品。脐带是飞船主体联接宇航员的各种管路系统所形成的一条连续带。在单人生命保障系统未能独立发挥作用时，人体一切所需的氧气和压力以及能源系统都要从飞船母体供应。在取拿和联接脐带时，两名受训宇航员必须认真地互相检查生命保障系统的结合点，反复训练这种动作及人体出舱程序，即先把脚送出舱体，然后再出头部等……这些准备性活动训练是在一种静态的双子星座飞船的模拟器中进行的。训练出舱活动有两种方式，一种是在飞机失重状态下进行出舱动作训练；一种是把飞船模拟器放在水中训练，、这种有3个自由度空气轴承的装备加上水池统称为出舱训练器。
5移动和对接活动模拟训练器。称为“双子星座飞船对接训练器”的这台设备，安装在休斯敦载人航天中心。它由主舱模拟器和移动对接目标模拟器两部分组成。主舱模拟器就是双子星座飞船的模拟装置，移动性对接目标模拟器安装在一个空气轴承轨道上，并可在两个方向上移动。而双子星座飞船模拟装置则安装在另一个空气轴承轨道上，附加有4个自由度动态装置。模拟器的运动控制由模拟计算机和液压控制系统组成，在训练器的房间周围墙上有一定厚度的立体限制操作气囊，以防撞击。房间采光柯局有模拟白天、黑夜和各种目标光线的组合。宇航员在这座模拟器上进行大部分实际对接程序训练。飞船及目标飞行器所有控制方式都在此台设备上模拟，又可改变照明制度以模拟实际飞行中所遇到的情况。
以上是双子星座飞船宇航员的主要训练设备及训练方式，它分布在训练的各个程序之中，尤其在第3阶段的训练时期更为重要。
对参加阿波罗计划的每个受训的宇航员来说，当他被指定或任命为某一艘飞船的宇航员之后，就开始了他本人所承担的阿波罗飞船的特殊飞行任务的训练。具体地讲，就是在飞行前40个星期，有2040个小时的训练时间，每周分配51小时在休斯敦的约翰逊载人航天中心进行训练。另一半时间在肯尼迪角发射场进行训练，总共有600小时在各种模拟训练器和高性能飞机中训练。
关于特殊任务训练，前已说过，重点以登月训练为主；结合月球表面作业的训练。因为月球表面的舱外活动在以前的各种飞船和飞行任务中无可借鉴，必须在地面反复模拟。另一方面，阿披罗飞船宇航员的服装活动性能也要求较高，要求在月球上作业活动时，操作迅速灵活和自成生命保障系统。凡是要在月球上进行的实验与作业项目都要在地球上进行练习和训练，包括月球车的行驶，采集岩石，放置仪器和出入登月舱等活动。失重训练方式也比较灵活，有3种形式，一是在大失重飞机上进行作业训练；二是在大水池中或海中借浮力训练；三是用悬挂式、模拟月球1／6重力的模拟器进行训练。
关于导航、制导和控制等作业方面，宇航员要用训练时间的40％去熟悉使用3个飞船导航系统，即1个阿波罗飞船系统的指挥舱和2个登月舱；4个制导系统即2个指挥舱和2个登月舱。宇航员要通过像打字机键盘一半那么大的计算机键盘与飞船各系统联系，进行登月程序训练时得按大约10500下计算机键。要求宇航员必须从计算机里取出各个程序来掌握诸如从发射、中途导航、飞船发动与操纵、月球陆标跟踪、向月面下降、月球上平台校准、从月球再起飞上升、与指挥舱会合、返回地球轨道、再人大气层、着陆等导航与制导情况。所有动作需进行合理的人机（计算机）配合，人与计算机基本上成为二体，才不致发生偏差。如果，不能熟练掌握飞船的导航与制导技术，是无法成为阿波罗宇航员的。向月面下降和着陆方面的模拟训练，着重在监视主制导系统和指挥员（指令长）最后阶段的手动控制训练。例如为了确定登月舱的姿态控制系统最佳状态，就要使受训宇航员在模拟器上进行约220次的着陆飞行模拟训练，可见训练难度之大。
在这些特殊训练的同时，还抽出一大部分时间对本人所乘坐的飞船型号各个系统进行测试与检验的工程技术训练，最后还要作出简要的报告，这是取得合格飞行的必要程序，否则不允许进入太空。
天空实验室发射计划是美国第4个载人航天型号，也是美国第1个小型航天站（或称轨道站），它是用阿波罗计划之后所剩下来的飞船和火箭改装而成，故也有人叫它为阿波罗应用计划。天空实验室是一个长约18米、重88吨的太空舱体（内设几个作业室和实验室，还有食堂、寝室和卫生间），于1973、年5月发射到太空轨道。随后，用改装的阿波罗飞船乘载宇航员到太空与其对接，宇航员进入天空实验室进行有关实验和航天作业活动，前后共发射3艘阿波罗改装的飞船，有9名宇航员完成了这个型号的载人航天计划。最长在太空生活84天。天空实验室舱体在太空运行了2249天，于1979年7月坠人大气层烧毁，残片落在印度洋靠近澳大利亚西部地区。
参加天空实验室载人航天活动的9名宇航员有7名是美国1969年第7批选拔出的宇航员，有2名老手。美国休斯敦约翰逊载人航天中心对这批受训的宇航员要求也和前几批一样，在训练计划上分一般基础训练和特殊航天任务训练两个部分。基础训练与前几次同：而特殊航天任务的训练则有其特殊的部分。宇航员的后期训练主要是针对航天任务而制定的，天空实验室的任务重点是做科学实验，据美国人宜称在3批共93，次的航天中，共进行了58种270项科学实验。其中包括医学生物实验；地球勘察、太阳天文学观测；空间加工与技术实验等。在舱外作业共40多小时，其中包括对天空实验室的故障排除活动，在太空中做对接会合和出入舱等特殊动作。训练是在模拟训练器上进行的。天空实验室宇航员训练设备除使用阿波罗飞船的模拟设备外，主要有它本身的模拟器，称为“阿波罗-天空实验室模拟训练器”，无论新老宇航员都要在这台训练器上进行航天任务项目的训练。除此还有阿波罗飞船与天空实验室对接模拟器等。
这9名天空实验室宇航员从1970年开始受训，到1973年5月进入太空，共花去了3年多的时间。当天空实验室发射到太空之后，出现了故障，太阳能帆板未打开，造成室内高温和电力缺乏，有使价值25亿美元的天空实验室计划受到夭折的危险。这时已经到达发射场的宇航员又返回载人航天中心，重新针对故障情况又在“阿波罗-天空实验室模拟器”上进行排除故障的维修训练。欲进入太空的3名宇航员，为首的康拉德是航天老手，曾乘过双子星座11号并乘阿波罗号飞船12号登上过月球，他是这次飞行的指令长。其它2名是新手韦茨和克尔温。3人维修训练的分工是：康拉德和韦茨穿上了航天服在“阿波罗-天空实验室模拟器”里练习围绕和靠近天空实验室作机动飞行的操纵；然后韦茨模拟把上身伸出舱门练习栓系热逢的操作程序；而克尔温是这次出舱活动的主要成员，他已多次在出舱训练器中进行过训练，这次又参加设计防热设备的研制工作，他仍练习在舱外的活动维修项目。3名宇航员在地面进行有针对性的10天紧张训练之后才进入太空，乘载这3名宇航员的阿波罗飞船在太空与出故障的天空实验室会合，宇航员把在地面上训练的程序完全用于实际的维修活动，经过2天的劳动终于使天空实验室重新获得了电力。这说明宇航员的地面训练是载人航天任务得以顺利完成的关键因素。
