太空飞船从东经102度、北纬28.8度的距离地球4千公里的绕地轨道左边点开始向下降落，其实太空飞船本身具有大功率核动力发动机，根本无需准确选择绕地轨道位置进行降落，它在降落过程中，可以自行的调整飞行轨迹，然后向着目的地准确降落。但是李爱牛却想要来个完美的准确性降落，选择了开始点，也就是有了最后的降落点，不需要太空一号飞船在降落过程中再进行调整降落目标了。
太空一号飞船的自由降落有些像返回的航天器自由降落一样，不过那些航天器携带的动力不足，还有受到空气压力的影响，往往会和预定的降落目标点有着很大的偏差，但是太空一号飞船有着强大的核动力发动机，因此它可以通过飞行调整来准确的选择降落地点。
地球的大气层的外围高度约为1千公里，不过算上稀薄的气流层往上还会有0.7千公里左右，因此李爱牛想让太空一号飞船在从4千公里的高空自由落体到1.7千公里处，然后再开动太空一号飞船的核动力发动机，让它在1千公里外的大气层上空停住。
自由落体，首先我们想到了跳伞，不过跳伞都是在近地面的大气上空进行的，一个不打开降落伞的人，他的自由落体速度不会无限的增加，因为自由落体的速度增加，空气对落体的阻力也逐渐增加，因而随着自由落体运动速度受到的重力等于它所受到的阻力时，落体将最终匀速降落，这个最高速度被称为自由落体最终速度。通过模型人体自由落体实验发现，模型人体不打开降落伞自由落体的终端速度约为40—50米/秒；而模型人体在自由落体时候打开了降落伞，通常在空气中的终端速度约为4—6米/秒。
跳伞的自由落体有着终端速度，因为这是在空气中，太空一号飞船可是在4.0—1.7千公里外的高空，那里根本就没有大气层，当然就不会有空气的阻力，因此这时候的太空一号飞船在自由落体运动时，它的降落速度会不停的增加。
当太空一号飞船做自由落体下落之前，李爱牛就是已经把太空一号飞船的上下颠倒过来，因此太空一号飞船是上部向下自由降落的。
太空一号飞船无论向下降落，还是它往上飞行，其实从太空一号飞船内部来看，它都是向前飞行的。
当太空一号飞船向下降落一秒以后，它就是处于失重状态了，因为自由落体的物体的内部空间是失重的。就在此前半分钟，随着太空一号飞船的减速停下来，飞船内舱的所有人从超重状态—失重状态—重力状态，这三个重力状态全部感受了个遍。当太空一号飞船瞬间停止的时候，他们仿佛感受到了来自地球的重力，然而随着太空一号飞船的再次自由落体降落，又让内舱里面的人感受到了失重的状态。
自由落体速度是9.8m/s2，自由落体的瞬时速度的计算公式为：v=gt，位移的计算公式为：△s=1/2gt。太空一号飞船从4.0千公里自由落体降落到1.7千公里，这时候太空一号飞船自由落体时间和瞬时就出来了。下落高度：h=1/2gt，由公式可得，2.37千公里＝1/2×9.8t，因此用时t＝685秒；而此时的瞬间的下落速度v＝9.8×685＝6.7千米/秒。
太空一号飞船从地球上空4千公里自由落体来到了1.7千公里的大气层外层，一共用时了685秒，也就是不到12分钟时间。这时候太空一号飞船的下落速度达到了6.7千米/秒，不过还没有达到7.9千米/秒的第一宇宙速度，同样也没有从月球返航回来的12千米/秒速度快。
太空一号飞船到达了距离1.7千公里的上空，恰好就是稀薄大气层的边缘，不过李爱牛却开启了核动力发动机，当太空一号飞船继续向下飞行了一段距离，太空一号飞船通过调整了飞行的姿态，也就是太空一号飞船的头部重新翻转到了上面。
随着太空一号飞船的飞行姿态调整，核动力发动机的推动力立刻变成了向下降落的阻力，于是太空一号飞船缓缓的减速下来。当太空一号飞船来到了地球上空1千公里的位置，太空飞船刚好停住了。
李爱牛没有让太空一号飞船继续自由落体下落是有原因的，因为在地球上空800—1000公里的范围，这是地球卫星绕地轨道的区域，如果任由太空飞船自由落体下落，那么太空一号飞船很有可能会和绕地轨道飞行的卫星发生碰撞。
在太空一号飞船停止了下来，李爱牛就试着减小核动力发动机的向上推力，他让太空飞船按着30米/秒的速度向下降落。
太空一号飞船35米/秒的下落速度，这个下落速度和物体在空气中的自由落体速度相接近，物体在空气中的自由落体速度大致在40—50米/秒。太空飞船保持着这样的下落速度，就能够躲避绕地卫星，同样在往下的大气层，还能躲避着其他的飞行器。
太空一号飞船以35米/秒均衡的速度向地面落下去，李爱牛看了一下仪表盘上的位置坐标：东经102度、北纬28.8度。
太空一号飞船下落的轨迹没有发生偏移，虽然经过了姿态的调整，不过这细小的误差，太空飞船很快就能自动调节好。
太空一号飞船经过了卫星绕地轨道，然后依次下落到不同的大气层中，这时候李爱牛利用太空一号飞船的低速下落，他开始对不同大气层的气压、温度等数据进行观测，同时准确测量着不同的大气层的厚度，这对地球的气象和未来的环保大气会起到重要的运用。
大气层又称地球的大气圈，它就是像地球外衣一般包裹着地球，因为地球重力原因让它围绕着在地球的外围。地球的大气层对地球起着至关重要的作用，它让地球表面有了适宜的温度和压力，同时可以防止紫外线等宇宙离子的辐射，还能带来风雨自然的天气。整个大气层从下到上大气层可以分为五层：对流层、平流层、中间层、热层和散逸层。每一层大气层都有着它的作用，热层的电离层能够反射无线电波，可以实现在地球上的远距离无线电通讯；平流层的臭氧层可以吸收紫外线，避免和减少紫外线对地表生物造成的伤害，同时平流层的大气以水平运动为主，没有风雨雷电天气，因此平流层又非常适合飞机的飞行；对流层是地球地表以上大气层的第一层，对流层大气对流运动显著，冰霜雨雪等天气现象都是发生在对流层，同时对流层之中，随着高度的升高，温度和气压会变得降低。