到了16：00，太空一号飞船全部准备就绪，李爱牛向地球上华夏西盛基地接收站发出了返航的指令，接着他就是启动了核动力发动机。
由于月球的重力很小，太空飞船摆脱月球引力非常容易，因此不需要太大的上升加速度，太空一号飞船就能轻易的飞出月球引力场范围。
李爱牛没有做任何停留，也没有做绕月轨道飞行，他直接驾驶太空一号飞船飞离了月球，然后向着地球方向飞行着。
从月球返航到地球有39万公里距离，李爱牛驾驶一号太空飞船像来的时候一样，都是选择直线距离飞行的，而太空一号飞船的速度还是保持为12千米/秒，同样超过了第二宇宙速度11.6千米/秒。
华夏时间到了10月14日，凌晨1：00，太空一号飞船终于到了距离地球4千公里的绕地轨道。
在距离地球4千公里的绕地轨道上，李爱牛将太空一号飞船减速下来，然后变轨进入绕地轨道飞行。
绕地轨道飞行的时候，李爱牛又进行了一番调整，他把太空一号飞船的绕地轨道放在了北纬28.8度的位置，接着太空一号飞船快要飞行到东经102度的坐标线之前，李爱牛控制太空一号飞船不再继续向前飞行，而是从东经102度、北纬28.8度位置开始向下降落。
东经102度、北纬28.8度的位置，正是西盛基地发射台的地理坐标位置，因此太空一号飞船选择了这个位置进行降落。