为了保证画面和故事的冲击力，杨文军导演坚持前往甘肃省酒泉卫星发射中心进行实景拍摄，他说：“在那样的一个恶劣的这种极端环境里面，演员的感受和整个摄制组的状态是不一样的......演员要是不去实景，你在棚里是演不出来那个状态的。”在酒泉，剧组工作人员经历了沙尘暴，大风撕裂了帐篷；由于房源紧张，很多工作人员只能打地铺，睡仓库。尽管艰辛的拍摄之旅让剧组人员深感不易，却也让大家更深刻地体会到了几十年前老一辈航天人勇于攀登、不畏艰辛的航天精神。
在创作过程中，主创人员了解到孙家栋院士不仅有认真严谨的一面，也有幽默机智的一面。因此，整个单元的创作都围绕着呈现出一个有血有肉、有情感、有个性的孙家栋而展开。角色的成长大致可分为前期为热血追梦的青年，后期在经历挫折、委屈后则变得稳重、内敛，但从来没有被打垮，而是坚持不懈，一心只为的航天梦，最终做到了“骑着自行车上月球”。此外，孙俪时隔多年再度和佟大为合作，在剧中饰演个性鲜明、虽偶有小抱怨，但识大体顾大局、为丈夫的事业奉献自己全部的妻子魏素萍。
在剧方发布的海报和预告片中，佟大为饰演的孙家栋低头思索，身后是广阔无垠的天空，他就像夜空中的繁星，光芒四射却幽居深空；同时，孙俪饰演的魏素萍、刘奕君饰演的钱学森、王自健饰演的黄志明等主要人物也悉数登场，他们是孙家栋人生道路上的爱人、恩师、好友，都是孙家栋“航天梦”里不可或缺的角色。在预告中，为了完成“在太空筑出一条属于的天路”的梦想，孙家栋临危受命，接受国家交给的艰巨任务，将我国的第一颗卫星送上天，让乐曲《东方红》响彻宇宙，非常振奋人心。
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