宇航局讨论了三种办法。一是使用超大型火箭，径直飞往月球，直接着陆；二是把宇宙飞船分做两部分，分别发射到环绕地球的卫星轨道上，由宇航员把它们组装起来，奔往月球；三是飞船从环绕月球的轨道上发出渡船，使它在月面上软着陆，这就象大轮船在海洋中由小艇去靠岸跟码头联系一样。1962年7月11日，美国宇航局决定采用第三种办法——“渡船方式”，因为从时间、经费、实现的可能性等方面看，这个方式是最有希望的。
飞行的方式一经决定，相应地，火箭的大小、发射场的规模、宇宙船的形式等也就决定下来了。美国开始向着1969年年底这个带有限期的目标行动。从这时开始，仅仅有六年多的时间了。
作为发射用的火箭，研制了“土星5号”。这种火箭，直径是10米，高度包括“阿波罗”飞船是110米。
“阿波罗”飞船和“土星”5号火箭
第一级火箭用煤油和液态氧作推进剂，火箭的燃料槽大约可以分别容下三台大型卡车，里面装有相当于4000桶容量的煤油（每桶容量200升），这些煤油用在大型喷气客机DC8上，可以在上海和旧金山之间往返六次多，但是用在这个火箭上只够燃烧2分半钟。
第二级、第三级火箭使用比煤油更有效率的液态氢作为燃料。火箭的总重量大约是2700吨，第一级火箭的推力大约是33320千牛，第二级推力大约是4410千牛，第三级推力大约是980千牛。
“土星5号”火箭在1967年完成试制，当年的11月9日进行发射，取得成功。
载人登月前的勘查工作虽然在初期探月时向月球空间发射了一些探测器和着陆器，发回大量图片及资料，但还缺乏这样的资料：应在何处着陆？怎样选择着陆点？着陆地点月面地质结构如何？为此目的，美国航宇局在人未登月前首先采用两种方法勘查月面：一是发射7个“勘查者”飞行器；二是发射月球轨道器，通过绕月飞行拍照和实地收集资料，科学家们才能提出登月具体步骤。
美航宇局1966年5月30日用“宇宙神-半人马座”火箭发射的“勘查者1号”（995千克）成功地软着陆月球，在月面停留碉，其中两周在月面的夜间停止工作，总共向地球发回11237幅图片，几乎都是高分辨率和采用滤光器的彩色照片。“勘查者2号”因登月的三台微调发动机中一台未能发动而失败。1967年4月17日，“勘查者3号”（1035千克）在月面白天拍照，向地球发回预着陆点及其周围地形的约6300幅图片，使用飞行器携带的铲斗挖掘土壤，深度18厘米。通过观测和读数显示，月面土壤类似地球的湿海滩沙；这就足以保证人及其着陆器降落。“勘查者4号”飞向月球途中逃之天天。1967年9月8日发射的“勘查者5号”（1005千克）软着陆，进行了a辐射实验，采用放射性同位素照射土壤，首次测量月球土壤组分。1967年11月7日，“勘查者6号”（1008千克）软着陆后，发回18006幅电视画面，并作了第一次土壤化学分析。1986年1月7日离开地球飞奔月球的“勘查者7号”，与前几个取样飞行有所不同，它是专为在赤道降落地点勘测而设计的，它落在月球南部高地内蒂科火山口外面，发回21000幅图片。“勘查者7号”实地调查了“阿波罗”飞船登月点和具有代表性的月面，证明勘查的一些地区有足够的支撑硬度，可以保证载人“阿波罗”飞船的月球舱降落。照片还表明月面有少量的碎石，可能妨碍载人着陆，这些情况对“阿波罗”飞船降落极为重要。
载人“阿波罗”飞船登月的最后准备阶段，是从月球赤道上空对一个实际地点详细查看。载人“阿波罗”飞船可能降落范围约为41500平方千米，为此，美航宇局准备了5个月球轨道器。月球轨道器研制任务同“勘查者”飞行器任务同时进行，相互补充。
月球轨道器在飞向月球途中用自己的推进系统前进，中途修正，进入月球轨道后开始绕月飞行。最初轨道是近月点200千米，远月点1850千米。飞行几天后，在准备照相时再降低至近月点约50千米，以获取良好图片。每一个月球轨道器带有的米胶卷，可拍210幅照片。
拍摄后，经轨道器的化学处理系统使胶片显象，每隔40分钟向地球发回一次图片。
1966年8月，用“宇宙神-阿吉纳”火箭发射了第一个“月球轨道器1号”（385千克），飞人月球轨道的参数是：近月点40千米，远月点1865千米，倾角12°。由于轨道器高分辨率照相机出了问题，只有中分辨率照相机工作正常，共完成70％的高空照相。1966年11月6日发射的“月球轨道器2号”（390千克），近月点40千米，远月点1845千米，倾氟11°，向地球发回184幅电视画面，画面中有13个备选的“阿波罗”飞船着陆点。1967年2月5日“月球轨道器3号”（385千克）进入月球空间后轨道参数是：近月点40千米，远月点1845千米，倾角21°。在轨道器上的胶卷推动电机失灵后，还向地球发回184幅图片，其中有10幅可以确定载人“阿波罗”飞船着陆点，加上“勘查者1号”给出的一个地点，就基本完成了载人“阿波罗”飞船登月活动最初的勘测目标。1967年5月4日“月球轨道器4号”（390千克）和1967年8月“月球轨道器5号”（390千克）相继飞进月球极区轨道，拍摄了月球两极地区照片。前轨道器胶片模糊，也发回163幅图片；后轨道器向地球传输213幅图片。这两个最后月球轨道器拍的图片覆盖了99％的月面。
美国的第三代宇宙飞船
“阿波罗”计划的宇宙飞船是继“水星”、“双子”两飞船以后美国研制的第三代宇宙飞船。它由指令舱、服务舱和登月舱三部分组成，在发射的时候还在指令舱上安装紧急脱险用的火箭。
指令舱是三名宇航员在飞行期间居住的地方，备有宇宙飞船全部的操纵、制导等指令装置。登月旅行结束以后，在飞船的各部分中，返回地球的，只有指令舱。
指令舱是圆锥形的，高3.23米，底面直径是3.1米，大.约有一辆旅行汽车大小。发射的重量，包括三名宇航员的体重，大约是5.9吨。在飞行当中要消费掉姿势控制用的火箭的燃料，返回地球的时候要丢掉辅助降落伞，所以着陆的时候，指令舱的重量就只有5.3吨了。
指令舱被分隔成前部机械室、乘员室和后部机械室三部分。圆锥形的尖端部分是前部机械室，在那里装有返回地球时候使用的降落伞。
乘员室是三名宇航员居住的地方，兼作食堂、作业室、寝室、厕所和操纵室用。乘员室有三介座席，它制作得象沙发长椅那样舒适。宇宙飞船进入轨道以后，中央座席可以放下，这样两名宇航员就可以同时立在仪器盘前。右边和左边的座席下有寝台，寝台上备有睡袋，可供两名宇航员睡眠。
指令舱的内部
乘员室的体积是10立方米，里面装有各类仪器和工具，宇航员可以自由利用的空间是6立方米，平均每人可用的空间是2立方米左右。
后部机械室在圆锥形船体的底部，室里装有姿势控制用的火箭燃料和氧化剂，以及为了把它们送出去而设的加压用的氦气箱、冰槽等。
在指令舱里有两扇观察窗，两扇会接窗，一扇舱口窗。观察窗是两扇边窗，设在靠椅的旁边，供宇航员摄影和观察用。会接窗在左右靠椅的末端，指令舱驾驶员可以从这两扇窗子往外望，来操纵、控制设备把指令舱和登月舱会合并衔接起来。
指令舱外壳有内外两层，象热水瓶那样，外层是由几层铜合金和不锈钢板做成，内层是由几层钛合金板和铝合金板做成的舱壁，内外层之间有蜂窝状的隔热层。内层是密封的，使乘员室里的氧气不会漏出来。
指令舱外壳上有厚厚的一层合成树脂的耐热材料。耐热材料的厚度，在底面部分大约是7厘米，而在侧壁和舱头部分是2厘米，它的重量大约1.4吨。
服务舱附在指令舱的下端，呈圆筒形，直径3.9米，高7.37米。在舱的下端装有在真空中可以产生91.14千牛推力的火箭发动机。在飞行途中修正飞船轨道，在到达月球附近的时候逆喷射、减速，进入环绕月球轨道，或在脱离环绕月球轨道、返回地球的时候，都要使用这个火箭。
在服务舱的外壁，带有4个十字型的姿势控制火箭。
舱里装有供这些火箭使用的燃料和氧化剂、燃料电池和宇航员呼吸用的氧气等。在没有装入这些东西以前，舱重5.2吨，装人以后舱重25吨。
服务舱和指令舱的各种装置是按可以飞行14天的要求设计的，食粮和氧气也按照可以供14天使用的份量装入。
登月舱整体
登月舱在火箭发射的时候是放在服务舱下面、第三节火箭顶部的金属罩里的。飞船进入奔月轨道以后，指令舱和服务舱（合起来叫做母船）跟第三级火箭的顶部分离，旋转180°，指令舱的圆锥顶部对准登月舱，并且跟它对接。
指令舱和登月舱之间有直径80厘米的“隧道”，通过这条“隧道”，宇航员可以在指令舱和登月舱之间通行。
登月舱由下降段和上升段两部分组成，总高度6.99米，4支底脚延伸时候的直径是9.45米，如果包括火箭的燃料，重量是14.7吨，除掉以后的重量是4.1吨。
在下降段装有登月舱向月面降落减速使用的逆喷射火箭，并且备有火箭的燃料、氧化剂槽、水和氧气槽，还有调查月面的科学仪器。下降段在上升段飞离月面的时候又起发射架的作用。
在上升段有乘员室，两名宇航员可以利用的空间是4.5立方米，室里设有座席，宇航员是站着操作的。室里充满了1／3个大气压的纯氧气，气温调节在24℃。
从“阿波罗11号”到“阿波罗14号”，登月舱里氧气、水、电池等的份量都是按登月舱离开母船以后可以活动48小时来设计的。扣除下降的时间和上升段飞离月面和母船对接的时间，乘坐登月舱的两名宇航员实际可以在月面逗留的时间最多只有35小时。但是“阿波罗15号”以后，由于设计上的改进，这两部分时间都大幅度增加，结果，“阿波罗15号”的登月舱脱离母船以后单独活动了78小时50分钟，其中66小时55分钟是在月面逗留的。
发射的时候，指令舱上端装有紧急脱险用的火箭，也叫“逃逸塔”或“救生塔”。如果“土星5号”火箭发生故障，救生塔可以按指令启动，把整个飞船拉走，脱离“土星5号”火箭，送到安全的高空。救生塔的长度包括下端的燃料库和保护外壳共约10米，重3.6吨，本体部分的直径是66厘米，保护外壳的下端部分的直径是1.2米。救生塔用的火箭使用固体推进剂。
宏大的“阿波罗”装配工程世界上恐怕再也没有什么装配工程可以与“阿波罗”飞船的装配阳比了。“土星5号”火箭和“阿波罗11号”飞船有7000万个元件，这件工程不仅元件多，而且要求是极为精细的。元件可靠性按规定要达到99.9999％，也就是说在100万次动作中，只允许有一次失灵，它的工作元件往往要持续安全运行1亿～10亿小时。如果它的可靠性只有99.9％，那么在飞行中，可能有7000多个机件出现故障。后面我们就会看到，一个小小的元件是怎样造成了大事故的。
装配飞船的工作在美国的东南海岸的卡纳维拉尔角进行。这里是美国的宇航中心——肯尼迪宇航中心。说来有趣，这个巨大的发射场竟是美国的一个自然保护区，四周种有几万亩桔树，是一个风景秀丽的地方。在这儿矗立着一座巨大的建筑物，高160多米，正面宽210米，纵深1.50多米，有时白云似乎在它上面飘动，这就是飞船的装配大楼。为了建筑这座世界上体积最大的建筑物，美国花费了1.09亿美元。工程技术人员在这里把所有的元件、零部件装在一个高达150米的流动发射架上，对飞船进行竖直装配。装配完毕后，火箭和飞船随着流动发射架一起运到发射场地。这可是一件非常困难的工作，因为它们实在是太重了，连发射架一起，总共有8000多吨重，这么重的大家伙还要竖直运输，可怎么办呢？工程师们设计了两辆世界上最大的平板车来移动它们。这种平板车每辆长40多米，近40米宽，有一层楼那么高，车上安装着18台强大的发动机作动力，每辆车造价高达500万美元。好家伙，这么重的庞然大物还不把地面压个大坑吗？为了解决这个问题，专门修了近2.5千米、足有2米多厚的水泥路。平板车在水泥路上以每秒40厘米左右的速度，也就相当于人步行的速度吧，慢吞吞地把这个大家伙拉到发射场。到了发射场后，“阿波罗”就被固定到水泥发射台上，然后把流动发射架拉走；发射台下还有“地道”，目的是在火箭点火时，从这里排出高温火焰，以免烧坏火箭和发射场。发射之前，有一个勤务塔，伸开双臂抱住飞船，支撑着电缆和导管，对火箭供电、测试和灌注推进剂。在发射场几百米外，有地下发射控制中心：这就是火箭发射的现场指挥部。而整个飞行期间的地面控制中心，则远在1400多千米外的休斯敦。
为了这次登月活动，美国付出了巨大的代价，到“阿波罗”11发射为止，已付出50亿美元的开支。这可能使我们吃惊，但是，历史不仅是金钱，还包括了更重要的东西。当后代人站在新的起点上，回过头来读这一段历史的时候，他们会由衷地赞赏这一代人的勇气，这笔花费就会被人忘掉了。
