I primi progetti di veicoli spaziali vedevano a bordo la presenza umana. Si tratttava di veicoli alati capaci di volare nell'atmosfera e nello spazio, ma i primi esperimenti scoraggiarono la realizzazione di tali veicoli, il cui sviluppo sarebbe stato oltre le capacità economiche, tecnologiche ed i tempi di realizzazione troppo lunghi.

Per rispondere a necessità impellenti i primi veicoli erano degli involucri che dovevano garantire la sicurezza degli occupanti. Tali veicoli sono meglio conosciuti come capsule o navicelle spaziali. In alcuni casi erano letteralmente cucite addosso all'equipaggio, quasi indossate. Tali veicoli rispondevano a requisiti operativi minimi, infatti le riserve di energia e di propellenti o erano inesistenti o avevano un'autonomia estremamante limitata. Questo perché anche con le capsule si era deciso d'applicare la stessa filosofia dei missili, ovvero liberarsi di tutti gli apparati inutili scomponendo il veicolo in più moduli. Il modulo principale era la capsula stessa, adibita a servire come vero mezzo di trasporto dell'equipaggio. Sotto la capsula era invece sistemato un modulo di servizio contenente i generatori d'energia elettrica, serbatoi e tutto quanto occorreva alle manovre ed al mantenimento in vita dell'equipaggio, ad esclusione dei viveri. Alcune capsule però sono dotate di un ulteriore modulo agganciato alla parte alta e collegato con un portello stagno, questo perché serve come volume abitativo e stiva per l'equipaggio. Sia questo modulo aggiuntivo che il modulo di servizio si sganciano dalla capsula nelle fasi che precedono il rientro in atmosfera.

Progettare un veicolo che deve trasportare un equipaggio è ancora oggi una sfida tecnologica. Infatti il veicolo deve essere presurizzato, ovvero mantenere al suo interno una pressione, temperatura e composizione dell'aria entro certi limiti. Deve trasportare serbatoi per l'acqua nei modelli più semplici ed offrire un minimo confort in quelli più evoluti, senza contare i numerosi dispositivi di sicurezza ed emergenza, il quadro comandi e spazi per gli esperimenti. E' incredibile quante attrezzature possono essere portate a bordo delle capsule spaziali, ma ovviamente l'equipaggio non può disporre di cuccette, locali cucina ed altri locali che rendano più abitabile lo spazio. La filosofia è un pò quella dei velivoli militari dove il confort è sacrificato al fine del mezzo. Nonostante gli spazi angusti e ristretti delle capsule, comunque gli equipaggi hanno sopportato i disagi, comunque limitati nel tempo, portando a termine le missioni loro assegnate.
Anche le capsule sono progettate in base alle manovre che saranno destinate a compiere durante tutto l'arco di una missione. Le differenze, seppur minime, sono comunque evidenti e spesso rendono unici i vari modelli. Dal momento che i tipi di capsule non sono molti, è posssibile analizzarli nello specifico, a differenza di quanto fatto per missili, satelliti e sonde spaziali.

I primi tipi, primi anche in ordine temporale, sono le capsule tipo Vostok e Voskhod, evoluzione delle prime. Sono il tipo di capsula più semplice che si possa realizzare. Si tratta di sfere cave. Prive di propri sistemi propulsivi, queste capsule effettuavano un rientro puramente balistico, quindi senza che l'equipaggio potesse effettuare nessun tipo di manovra una volta che la capsula si sganciava dal modulo di servizio. A guidare la capsula nelle delicate fasi del rientro era la struttura stessa, realizzata con uno spessore maggiore nella parte destinata ad affrontare l'attrito con l'aria, che si portava da sola in posizione essendo il centro di massa del veicolo spostato proprio dalla sua parte. Il sistema si rivelò valido ed efficace, tanto che le capsule Voskhod sono ancora oggi in produzione, ma sono utilizzate solo per voli disabitati dove c'è la necessità che il carico ritorni sulla Terra. Tutti gli altri tipi di capsula invece, pur potendo effettuare un rientro balistico, sono state progettate perché il rientro sia pilotato.

Queste sono di forma conica come le Mercury, le Gemini e le Apollo, o fusiforme tronco come le Soyuz e le ShenZhou, solo per via della posizione che hanno una volta poste in cima al missile lanciatore, se esse diventano la parte terminale vera e propria del missile o sono protette da appositi pannelli.

Tutte comunque presentano uno scudo termico convesso in basso che alle velocità ipersoniche a cui avviene il rientro, se inclianto nel modo corretto, produce due forze, una che si oppone a quella gravitazionale ed un'altra che si oppone alla velocità stessa del veicolo. Questo può portare la capsula a rimbalzare contro l'atmosfera terrestre, quindi a guadagnare di nuovo quota, ma nel frattempo lo scudo termico si raffredda ed al successivo impatto con l'atmosfera dovrà sopportare degli sforzi minori. Questa manovra è definita "piastrellare", come un sasso piatto lanciato su uno specchio d'acqua che lo rimbalza più volte. Per fare tutto questo ovviamente occorre un controllo, perché il veicolo tende a cambiare assetto non essendo in equilibrio. Durante la fase di rientro in atmosfera come detto in precedenza, intorno al veicolo si sviluppa un cono d'aria ionizzata, vagamente simile a fiamme, che ostacola le comunicazioni via radio, quindi in questa fase l'equipaggio deve cavarsela da solo e non può chiedere aiuto.
Terminata la fase di rientro, la capsula inizia a precipitare. Lo scudo termico ha infatti perso le sue proprietà aerodinamiche che possiede solo in volo ipersonico. A questo punto si liberano i paracadute che accompagneranno la capsula fino a terra. Alcuni tipi di capsula, molto prima di toccare terra si liberano dello scudo termico, peso in meno per i paracadute ma anche un elemento molto pericoloso perché ancora rovente e nell'impatto con il terreno potrebbe provocare un incendio, per cui è liberato prima perchè cada il più distante possibile dalla capsula. Infine, a poca distanza dal terreno alcune capsule possono utilizzare degli speciali retrorazzi per garantire un impatto il più morbido posibile.
Altre capsule invece si preferisce farle ammarare. L'impatto con l'acqua è certamente meno duro di quello con la terra, inoltre le capsule sono a tenuta stagna ed il rischio che affondino è piuttosto remoto. Una volta impattato la superficie di un oceano si aprono speciali salvagenti per consentire la galleggiabilità della capsula, una volta che viene aperto il portello per consentire l'uscita dell'equipaggio.

Per discuterne insieme rimando al post sul forum "I veicoli spazial abitabili 1"