以下时间使用UTC+8北京时间——
10月14日
- 17时29分 首飞航天员梯队与记者见面
10月15日
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9时00分03秒497毫秒 神舟五号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射成功
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9时10分 船箭分离
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9时10分 神舟五号载人飞船准确进入预定轨道
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9时34分 航天员杨利伟向北京报告，感觉良好
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11时12分至14时15分，航天员杨利伟进行太空飞行中的首次休息
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13时02分，北京航天指控中心指挥大厅大屏幕显示，神舟五号飞船正在进行第三圈飞行。
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13时39分，神舟五号飞船进入绕地飞行第四圈。北京航天指控中心指挥大厅大屏幕上显示，航天员杨利伟呈仰卧姿态，正在记录飞行日志。
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15时28分，神舟五号飞船进入第五圈飞行。
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15时57分，航天员杨利伟的报告和地面监测表明，飞船变轨成功。
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16时50分，神舟五号飞船进入第六圈飞行。
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17时05分，北京航天指控中心指挥大厅的大屏幕上显示出航天员杨利伟从神舟五号飞船舷窗向外拍摄到的地球画面，画面清晰。
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17时30分，中央军委副主席、国防部长曹刚川在北京航天指挥控制中心指挥大厅与正在太空飞行的神舟五号载人飞船航天员杨利伟开始进行实时通话。
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18时24分，神舟五号飞船进入第七圈飞行。
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19时57分，神舟五号飞船飞行进入第八圈。
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20时，正在太空飞行的航天员杨利伟与他的父母妻儿进行了“天地对话”。
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21时31分，神舟五号飞船进入第九圈飞行。
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23时08分，神舟五号飞船进入第十圈飞行。
10月16日
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0时18分，神舟五号飞船绕地球进行第11圈飞行。杨利伟进行太空睡眠。
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1时17分，飞船飞行进入第十二圈。测控点向北京航天指控中心报告飞船跟踪正常。
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2时52分，飞船飞行进入第十三圈。航天员杨利伟向地面指挥人员汇报身体感觉良好。
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4时19分，飞船飞行进入第14圈。按照即定计划，飞船在环绕地球运行14圈后，将在预定地区着陆。
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4时34分，飞船第13次飞越中国上空，飞船飞行情况一切正常，地面指挥中心，各地监控站点工作正常。杨利伟开始进行飞船着陆的准备工作。
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5时04分，围绕地球运行了14圈的飞船飞越南大西洋海域上空，在这里待命10天的远望三号航天测量船迅速捕获飞船目标，及时准确地向飞船发出了调姿和返回制动的指令。
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5时35分，北京航天指挥控制中心成功向正在太空运行的神舟五号飞船发送返回指令。
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5时36分，神舟五号飞船轨道舱与返回舱成功分离。返回舱与推进舱轨道高度不断降低，向预定落点返回。飞船轨道舱将留轨工作半年，开展相关的科学实验。
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5时38分，神舟五号飞船制动火箭点火，飞船返回舱飞行速度减缓，轨道高度进一步降低。返回舱向预定着陆场降落。
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5时58分，在北京航天指挥控制中心的组织指挥下，神舟五号飞船返回舱与推进舱成功分离。飞船返回舱失去动力后，按照升力控制技术向预定着陆场降落，成功进入返回轨道。
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6时02分，设在新疆和田的活动测量站报告，飞船进入中国国境上空。
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6时04分，神舟五号飞船进入大气层，处于“黑障”阶段。
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6时07分，搜救直升机收到飞船返回舱落地后发出的无线电信号，机上的搜索人员目视到“神舟”五号返回舱。由5架直升机组成的空中搜救分队和14台专用车辆组成的地面搜救分队立即从不同的方向迅速向落点前进。
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6时18分，返回舱引导伞已打开，杨利伟报告身体状况良好。
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6时28分，地面搜索人员距返回舱落点7.5公里。
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6时31分，国务院总理温家宝与杨利伟通话，祝贺他顺利返航。
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6时33分，搜救直升机发现落在草丛中的飞船返回舱，并迅速着陆开始救援工作。
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6时36分，地面搜索人员找到了“神舟”五号返回舱。
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6时38分，搜索人员报告，杨利伟身体状况良好。
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6时54分，载人航天工程总指挥李继耐宣布中国首次载人航天飞行获得圆满成功。
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7时40分，中国首位航天员杨利伟乘坐直升机离开着陆场返回北京。
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