Liksom alla aspekter av modern teknologi har astronautiken sina ursprung och grunder i flera pionjärer som, med sin tids kunskap, utvecklade de första teorierna och hypoteserna, genomförde experiment som fastställde möjligheten till rymdresor och banade vägen för det vetenskapliga samfundet, stöttat av statlig forskning, att ta sig an den kostsamma uppgiften att möjliggöra mänskligt uppfinningsrikedom, ibland med människor ombord, att lämna vår planets atmosfär.

Den första att föreslå vetenskapliga teorier om interplanetära flygningar var ryssen Eduardovich Tsiolkovsky (1857-1935). Döv sedan barndomen var han självlärd och bildade sig genom att läsa alla vetenskapliga böcker han kunde hitta. Han föreslog att det ideala framdrivningssystemet för rymdresor är en raket driven av flytande väte och syre, och han designade olika blandningssystem, ventiler och utkastarmunstycken som liknar dem som används i moderna rymdfarkoster.

En annan viktig figur inom raketdesign var Werner Von Braun. Redan som barn inspirerades Von Braun av möjligheterna inom rymdforskning genom Jules Vernes och H.G. Wells romaner, liksom Hermann Oberths vetenskapliga verk.

Robert Goddard sköt upp världens första framgångsrika raket med flytande bränsle. Innan hans utveckling använde raketer och missiler fasta eller pulveriserade drivmedel, liknande krut. Goddards raket, kallad Nell, nådde en höjd av 41 fot (12,5 meter) och färdades 184 fot (56 meter) på 2,5 sekunder den 16 mars 1926. Prototypen visas här.