پایگاه پرتاب‌های کیهانی بایکونور (Baikonur Cosmodrome) دارای تشکیلات علمی و فنی در چندین رشته مختلف ازجمله ادوات و سامانه‌های خودکار و تأسیسات مهندسی بی‌نظیر است.
این پایگاه که در جمهوری قراقستان در منظقه نیمه صحرایی دارای شرایط اقلیمی شدید (تابستان‌های داغ و خشک و زمستان سرد با بادهای شدید و نزولات خیلی کم) است، در سال ۱۹۵۵ تأسیس شد.
شرایطی که باید در انتخاب محل ساختمان پایگاه پرتاب‌های کیهانی موردتوجه قرار گیرد عبارت است از دوری و فاصله زیاد آن از نقاط مسکونی شهری، امکان تأمین امنیت در وقت پرتاب ، امکان انتخاب منطقه‌ای برای فرود سفاین کیهانی قابل برگشت در شرایط عادی و اضطراری، وجود آسمان آفتابی و تعداد زیاد روزهای بی ابر، در طی سال، که این شرایط در بایکونور به نحو احسن وجود دارد.
پرتاب ماهواره بر ها از پایگاه بایکونور برحسب برنامه‌های پیش‌بینی‌شده و قراردادهای بسته‌شده تحقیقاتی برای استفاده از امکانات کیهانی روسیه در جهت تسخیر فضای کیهانی بین این کشور با آمریکا، فرانسه و دیگر کشورها صورت می‌گیرد.
از این پایگاه بود که سپوتنیک -۱ (Sputnik -1)، نخستین ماهواره جهان، یوری گاگارین (Yuri Gagarin)، اولین کیهان‌نورد، والنتینا ترشکوا (Valentina Tereshkova)، اولین زن کیهان‌نورد جهان پرواز کیهانی خود را آغاز کردند.
ناوهای پژوهشی خودکار بین السیاره ای لونا (Luna)، ونرا (Venera)، مارس (Mars)، زوند (Zond)، وگا (Vega) و ناوهای کیهانی واستوک (Vostok)، واسخود (Voskhod)، سویوز (Soyuz)، سویوز –ت (Soyuz-T)، سویوز –ت.م (Soyuz-T.M)، پروگرس (Progress)، ایستگاه‌های مداری سالیوت (Salyut)، میر (Mir) ، مدوله‌ای علمی کوانت (Kvant)، کریستال (Crystal) و ده‌ها نوع مختلف دیگر تجهیزات فضایی و ماهواره‌های مختلف تحقیقاتی، علمی، مخابراتی و غیره از همین محل پرتاب گردیدند.
در پایگاه کیهانی، امور بسته کاری (مونتاژ)، آزمایش و پرتاب حامل سفینه کیهانی، و آخرین مراحل آمادگی قبل از پرواز کیهان‌نوردان انجام می‌پذیرد.
محل زندگی موقت کیهان‌نوردان در روزهای قبل از پرتاب در فاصله چند کیلومتری از مواضع مراقبت فنی و پرتاب قرار دارد که در آن مجتمعی برای تربیت کیهان‌نوردان (کلاس‌های ویژه سرنشینان برای آمادگی فنی و علمی، سالن و میدان‌های ورزشی استخرهای ویژه، لابراتوارهای آمادگی کیهان‌نوردان برای پرواز، مرکز پزشکی)، همچنین انستیتوهای علمی و فنی برای آموزش و آماده‌سازی کارکنان فنی و علمی پایگاه، امکانات زندگی برای کارمندان پایگاه و خانواده آنان از قبیل مدرسه، باشگاه‌های هنری، فرهنگی و غیره، ورزشگاه، مرکز تلویزیونی، فروشگاه، کتابخانه و دیگر امکانات مورد نیاز در این پایگاه وجود دارد.
پایگاه پرتاب‌های کیهانی از طریق هواپیما، ماشین و راه‌آهن با روسیه ارتباط دارد. در این محل شبکه وسیعی از جاده‌های ماشین‌رو، راه‌آهن و فرودگاه ساخته‌شده است.
امور بسته کاری (مونتاژ)، آزمایش و اتصال حامل و سفینه کیهانی، در سالن بسته کاری و آزمایش که با وسایل و تجهیزات لازمه فن‌آوری و وسایل بررسی و آزمایش مجهز است، انجام می‌پذیرد.
در پایگاه پرتاب‌های کیهانی تعدادی سکو و تجهیزات فنی پرتاب ساخته شده که یکی از مهم‌ترین آن‌ها سکویی است که از آن حامل برای ناوهای سرنشین دار کیهانی واستوک، واسخود و سویوز همچنین حامل انرگیا (Energia) پرتاب‌شده است و در حال حاضر پرتاب سفاین کیهانی سویوز –ت.م از اینجا صورت می‌گردد.
از این پایگاه همچنین روزگاری، حامل عظیم ان-۱ (N-1) پرتاب شد که بیشترین تعداد موتورهای حامل در تاریخ فضانوردی در طبقه اول آن نصب‌شده بود.
سکوی پرتاب برای حامل دارای بازوهای گیرنده به شکل دور شونده است. به‌این‌ترتیب که حامل در بین بازوهای مخصوص درگیر می‌شود. کل سامانه حامل و سفینه کیهانی در سالن بسته کاری و آزمایش، در حالت افقی بسته کاری می‌شود و با استفاده از راه‌آهن به سکوی پرتاب حمل می‌شود.
برای حمل‌ونقل مجموعه کیهانی به سکوی پرتاب، و نصب آن در این سکو، آزمایش‌های قبل از پرتاب، پر کردن مخازن حامل از سوخت و اکسیژن مایع، از مجتمع پرتاب استفاده می‌شود. این مجتمع متشکل از تجهیزات زیر است:
– تجهیزات حمل‌ونقل و نصب کردن موشک
– ساختمان پرتاب
– مجموعه پرتاب (شکل بازو و وضعیت محکم کننده‌ها، خطوط سوخت‌رسانی و پایه‌های مربوط به آن)
– وسایل مراقبت و بررسی
– تانکرهای سوخت‌رسانی، مخازن سوخت و مواد اکسیدکننده.
علاوه بر این، در تجهیزات مربوط به پرتاب، سامانه‌های سوخت‌گیری، تثبیت درجه حرارت سوخت، کمپرسور، مخازن سوخت، وسایل و سامانه‌های اداره مربوط به آماده ساختن حامل برای پرتاب و اجرای پرتاب، سنگر فرماندهی پرتاب -که به‌وسیله خطوط ارتباط با تمام سرویس‌های عملیاتی پایگاه بایکونور و محل‌های دیدبانی، فرماندهی و محاسبه و با مرکز کنترل پراز ارتباط دارد- نیز در این محدوده موجود است.
آماده‌سازی حامل از حمل‌ونقل اجزای آن و بخشهای سفینه کیهانی، توسط واگن‌های مخصوص راه‌آهن از کارخانه‌های تولیدکننده به محل پرتاب آغاز می‌شود.
طبقات و بخشهای حامل، به ساختمان بسته کاری و آزمایش رسانده می‌شوند و در آنجا مراحل آزمایش، بسته کاری و آماده‌سازی آن‌ها برای اتصال با حامل به عمل می‌آید. سفینه نیز در این ساختمان مراحل بسته کاری و آزمایش را به پایان می‌رساند.
پر کردن مخازن سفینه با سوخت واکسیژن مایع در محل سوخت‌گیری پایگاه پرتاب‌های کیهانی جایی که سفینه توسط واگن مخصوص راه‌آهن رسانیده می‌شود، صورت می‌گیرد. بعد از سوخت‌گیری و اجرای عملیات پایانی، اجزای حامل و کل مجموعه کیهانی به‌صورت عمومی مورد آزمایش قرار داده می‌شود.
با این عملیات، کارها در بخش فنی پایان می‌یابد و مجموعه کیهانی توسط لکوموتیو، برای نصب به سکوی پرتاب حمل می‌شود.
برای اینکه حامل به بازوهای سکوی پرتاب تحویل شود، دستگاه حمل‌ونقل و آب کننده،حامل را به کمک جک‌های هیدرولیک به حالت عمودی درمی‌آورند.
در این هنگام بازوهای تکیه‌گاه از حالت مایل به وضع کار تغییر شکل داده و وزن حامل به قسمت وسط آن منتقل می‌شود. حامل بالای ناو دفع گازها آویخته می‌شود. در ضمن، قسمت انتهایی آن چند متر پایین‌تر از سطح محل پرتاب واقع می‌شود. این امر امکان می‌دهد تا تجهیزات نصب‌شده روی زمین از تأثیر مستقیم گازهای خارجی موتور حامل که در زمان پرتاب درجه حرارت خیلی زیادی را تولید می‌کند، محافظت شود.
دستگاه حمل‌ونقل و نصب کننده، حامل را به بازوهای نگهدارنده انتقال داده، سپس به حالت افقی قرار گرفته و از مجموعه پرتاب دور می‌شود. سپس بازوهای سرویس وپایه های حاوی کابل‌ها به حامل نزدیک می‌شود. در همان لحظه‌هایی که آن‌ها به حالت فعال درمی‌آیند، جریان آماده‌سازی حامل و نصب کردن آن به حالت کاملاً عمودی آغاز می‌شود. تمام این کارها توسط وسایل مکانیکی و با توجه به‌فرمان های واصله از سیستم کنترل از راه دور، انجام می‌گیرد.
سپس سیستم هوایی تثبیت حرارت سفینه کیهانی راه‌اندازی می‌شود. این عمل عبارت است از راه‌اندازی جریان هوا برای تنظیم حرارت دستگاه‌ها. هوا در زیر دستگاه پیشروی طوری عبور داده می‌شود تا دستگاه‌ها و اجزای سوخت درجه حرارت معینی داشته باشند. سیستم تثبیت حرارت تقریباً لحظه پرتاب حامل کار می‌کند.
بعد از اتصال خطوط مختلف (سوخت‌گیری، تخلیه، هوا رسانی، برقی) و بکار انداختن آن‌ها در سفینه کیهانی، عملیات بعدی یعنی کنترل یا بازرسی دقیق بودن محل‌های مربوط به مسیر هوای مایع آغاز می‌شود. اگر تراوشی در محل اتصال لوله‌ها موجود باشد، می‌توان از روی اندازه سقوط فشار هوای مایع قضاوت کرد سپس به کمک وسایل کنترل و راه‌اندازی، آزمایش‌های قبل از پرواز و بررسی دستگاه‌ها و دستگاه‌های داخلی حامل آغاز می‌شود و وضع موجود و صحت فعالیت دستگاه‌های داخلی مورد آزمایش قرار داده می‌شود و بعضی ادوات داخلی و زمینی نیز کنترل می‌شوند. دستگاه‌های تلویزیونی، ارتباطات فرماندهی، منابع داخلی انرژی برق و غیره معاینه و بازرسی می‌شوند. نتایج آزمایش‌های قبل از پرتاب، در دستگاه‌های گوناگون مشاهده و کنترل بازتاب داده می‌شود و توسط دستگاه‌های وسایل تلمتریک ثبت می‌گردد.
اگر در این مرحله پارامترهای دستگاه‌ها و تجهیزات داخلی و عادی باشد، اجازه پر کردن مخازن سوخت و اکسیدکننده حامل، صادر می‌شود.
پر کردن مخازن حامل با اکسیژن مایع، خود ویژگی‌هایی دارد. قبل از هر چیز خطوط و مخازن سرد می‌شوند، یعنی درجه حرارت پایین آورده می‌شود تا از به جوش آمدن اکسیژن مایع و ازدیاد جدی فشار در داخل خطوط و مخازن سوخت حامل جلوگیری شود. برای این منظور از مخزن‌های خارجی مقدار کمی اکسیژن مایع به خطوط و مخازن حامل انتقال داده می‌شود. اکسیژن مایع در اثر تبدیل‌شدن به بخار مخازن حامل ولوله‌های انتقال را سرد می‌کند. بلافاصله گاز از طریق سیستم محافظت –تخلیه می‌شود. بعد از سرد شدن مخازن حامل ولوله‌های انتقال، پمپ‌ها بکار انداخته می‌شوند. در این موقع سیستم کنترل از مقدار دقیق اجزای سوخت مراقبت می‌کند.
امور مربوط به اداره سوخت‌گیری، و بررسی اجرای دستورهای مربوطه، به‌صورت کنترل از راه دور از محل فرماندهی پایگاه انجام می‌پذیرد.
هم‌زمان با سوخت‌گیری، آزمایش‌های نهایی، تنظیم کار دستگاه‌ها، آلات و تجهیزات حامل و سفینه کیهانی صورت می‌گیرد و فرمان‌های لازم، به رایانه داخلی اداره ارسال می‌شود تا این سیستم به تطبیق برنامه معین پرواز آماده شود.
چون اکسیژن مایع تبخیر می‌شود، عملیات تکمیل سوخت‌گیری یعنی پر کردن مخازن با سرعت لازم انجام می‌گیرد. سپس تخلیه و جمع‌آوری اجزای سوخت از خطوط سوخت‌گیری عملی می‌شود و بعد از آن لوله‌های سوخت‌گیری، تخلیه و هوا رسانی باز می‌شود و بررسی وضع عمومی حامل به مورد اجرا درمی‌آید.
۲ ساعت و ۳۰ دقیقه قبل از پرتاب، کیهان‌نوردان در محل خود در داخل سفینه کیهانی جای می‌گیرند، سپس برنامه عملیات نهایی قبل از پرتاب و پرواز آغاز می‌شود. وسایل خودکار، وقت معین پرتاب را با دقت یک صدم ثانیه تأمین می‌نمایند. بر اساس اطلاعات تلمتریک، کنترل نهایی تمام دستگاه‌های موشک قبل از پرتاب عملی می‌شود.
با اعلام آمادگی یک‌دقیقه‌ای، زمانی که معلوم می‌شود تمام دستگاه‌ها و تجهیزات حامل و سفینه کیهانی صحیح و درست بوده و کیهان‌نوردان برای پرتاب آماده باشند، متصدی مربوطه کلید را به وضع پرتاب درمی‌آورد. در این زمان برنامه خودکار عملیات نهایی پرتاب بکار انداخته می‌شود. تطبیق این عملیات در صفحات تلویزیونی و کامپیوتری محل کنترل پرواز منعکس می‌گردد. در این زمان کانال‌های تخلیه مخازن سوخت و مواد اکسیدکننده بسته می‌شود. بازوهای سامانه‌های برقی و سوخت‌گیری از حامل دور می‌شوند و تجهیزات مربوط به پمپ توربین‌ها بکار می‌افتند و احتراق صورت می‌گیرد و در خروجی‌های موتور حامل، شعله آتش را به وجود می‌آورند. زمانی که نیروی کشش موتورها از وزن حامل تجاوز کند، صعود حامل آغاز می‌شود و حامل از گیره‌های بازوی سکوی پرتاب خلاص می‌شود. در این لحظه در تابلوی مرکز هدایت پرواز نوشته پرتاب روشن می‌شود. اطلاعات درباره جریان آمادگی قبل از پرتاب و رساندن سفینه به مدار، به مرکز کنترل پرواز رسیده و در آنجا در پرده‌های عظیم سالن، همچنین تلویزیون‌های نصب‌شده در میز کارشناسان در تالار، بازتاب می‌یابد. بعد از جدا شدن سفینه از آخرین مرحله حامل، هدایت و بررسی سفینه از مجتمع پرتاب مستقیماً به مرکز کنترل پرواز در شهرک کارالیف در نزدیکی مسکو منتقل می‌شود.