从1958年12月17日艾森豪威尔宣布启动水星计划以来，到1969年，已经整整过去了十年。这十年里，美国为登月已经付出了巨大代价，不但投入巨大的资金和人力，还发生了惨痛的人员伤亡事故。但是随着阿波罗10号绕月飞行并成功返回，原来的失败都变得不再重要。
现在他们都只关心一个问题，第一个随阿波罗11号踏上月球的人，会是谁？
阿波罗11号乘员组
从左至右:
尼尔·奥尔登·阿姆斯特朗（NeilArmstrong），指令长
巴兹·奥尔德林（BuzzAldrin），登月舱驾驶员。
迈克尔·科林斯（MichaelCollins），指令/服务舱驾驶员。
1 发射升空
阿波罗11号飞船登月飞行定于1969年7月16日发射。发射现场吸引了超过一百万的人群，而全世界围在电视机前等着观看现场直播的观众人数达到了创记录的六亿人。当时在位的美国总统尼克松也在白宫椭圆办公室里观看了现场直播。
搭载阿波罗11号的土星5号火箭于美国当地时间1969年7月16日9时32分（UTC时间13时32分）在肯尼迪航天中心发射升空。
阿波罗11号发射
发射12分钟后飞船进入地球轨道，飞船在环绕地球一圈半后，第三级子火箭点火，使飞船加速并进行月球转移轨道射入（Translunar injection, TLI)，让阿波罗11号进入地月转移轨道。
30分钟后，指令/服务舱从土星5号分离，并旋转180°与第三级火箭内的登月转接器（Lunar Module Adaptor）中的登月舱连接。然后完整的阿波罗11号飞船沿过渡轨道飞行2.5天后开始接近月球，由服务舱的主发动机减速，使飞船进入环月轨道。
完整的阿波罗11号飞船示意图
在环绕月球的过程中，三名宇航员在空中辨认出了计划中的登月点。
阿波罗11号的计划的登陆点在静海（Mare Tranquillitatis）南部，在Sabine D环型山西南20公里处。这个登陆点整体地势比较平整，不会给降落和舱外活动带来太多困难。
阿姆斯特朗和奥尔德林提前进入登月舱，为最后登陆月球做准备。
2 登月舱着陆
1969年7月20日18:11（UTC时间），当飞船在月球背面时，呼号为"鹰号"的登月舱从呼号为"哥伦比亚号"的指令舱中分离。
科林斯独自一人留在"哥伦比亚"上。他的任务是留在指令舱中并绕月球环行，并在以后的24个小时中监测控制中心与鹰号之间的通讯。如果鹰号发生了意外或者不能够从月面起飞的话，科林斯就只能独自一人返回地球。
阿姆斯特朗和奥尔德林两人则开始操作鹰号进入着陆流程，他们启动了鹰号的推进器并控制登月舱下降。
然而，就在他们向月面降落时，登月计算机过载故障警报开始响起。
故障最终导致鹰号在下降轨道中多飞了4秒，离计划中的登月点偏离了若干公里远。位于休斯顿的飞行控制指挥官史蒂夫·贝尔斯（Steve Bales）得知情况后，并没有终止计划，而是 "凭着直觉"命令阿姆斯特朗继续尝试登月。
由于飞过了预选着陆区，燃料快就要耗尽的鹰号正处在一块岩石和一片硬地之间。阿姆斯特朗从计算机手中接手了登月舱的控制权，并找到了一处适合着陆的地方，成功驾驶登月舱稳稳地降落在月球上。
登月舱着陆想象图
准确的登陆时间是1969年7月20日下午4时17分43秒(休斯顿时间)。
休斯顿飞行控制中心内鸦雀无声，大家都在静静地等待着。
终于，他们听到了阿姆斯特朗的声音："休斯顿，这里是静海基地。'鹰'着陆成功。"飞行控制中心顿时爆发出一阵热烈的欢呼声。在登月舱里，阿姆斯特朗和奥尔德林把手伸过仪表盘，默默地握了一下。
后来发现，登月过程中的程序警报是"执行溢出"，溢出的原因是登月舱的对接雷达在降落时没有关闭，使计算机仍然监视并不需要使用的雷达，从而超出了其运算能力。
而由于在紧急关头的一句"继续"，史蒂夫·贝尔斯后来获得了一枚总统自由勋章。
阿波罗11号飞行控制官：史蒂夫·贝尔斯
降落后不久，在舱外活动的准备工作开始之前，奥尔德林通过无线电向地球念道：
"这里是登月舱驾驶员。我想利用这个机会让所有正在听的人，不论他们是谁或在哪里，静下来，回顾一下过去几小时所发生的一切，并以他或者她自己的方式表示感恩。"
而作为共济会的成员，奥尔德林接下来进行了圣餐礼。为了避免不必要的麻烦，他对外隐瞒了这一事实。
3 登上月球
降落后，二人在舱内进行了休息和出舱前准备，六个半小时后，也就是1969年7月21日2点56分(UTC时间)，阿姆斯特朗扶着登月舱的阶梯踏上了月球，随后说出那一句名言：
"这是我个人的一小步，但却是全人类的一大步(That's one small step for a man, one giant leap for mankind.)。"
静海基地的脚印
出舱后，阿姆斯特朗先是对阿波罗11号登月舱进行了拍摄，接着进行了应急土壤采样。然后，用电视摄像机完成了一次全景拍摄后，将摄像机安装在了距登月舱12米(40英尺）远的三脚架上。
奥尔德林随后踏上月球表面并测试了包括双脚跳在内的几种在月球表面走动的方法，发现跨步跑是月面活动中最方便的方式。
在月球上安放美国国旗之后，宇航员们与美国总统理查德·尼克松通了电话，这次电话交谈被尼克松称为"从白宫打出的最具历史性的电话"。
宇航员们在月球表面安放的科学实验组件，其中包括一台被动式地震仪和一台激光测距反射镜。阿姆斯特朗在距离登月舱120米的位置对东部环形山的边缘进行了拍照，奥尔德林取出了两根岩芯并进行了岩石标本收集。
在月面上的两个半小时左右的时间里，宇航员们 除了放置了许多科学仪器外，还留下了：一面美国国旗和一个纪念牌（安置在登月舱下降级爬梯上）。纪念碑上画有2幅地球的图像（东半球和西半球）、题字、宇航员的签名和理查德·尼克松的签名。
纪念牌上的题字为：公元1969年7月，来自地球的人类第一次登上月球，我们为全人类的和平而来。
阿波罗11号登月舱和放置在月球上的实验组件
4 离开月面
月面活动结束后，奥尔德林先爬进了登月舱，阿姆斯特朗留在外面。两人配合用滑轮装置将拍摄的胶片和装有21.55公斤月面样本的盒子运进了登月舱。之后 ，阿姆斯特朗也进入登月舱。
为了减轻登月舱上升级的重量，两名宇航员在转换到登月舱上的生命保障系统后，将宇航服上的PLSS（便携式生命保障系统）背包、月面套鞋、相机和其他一些设备抛弃在月面上。
在进入客舱后又发生了意外。奥尔德林不小心碰坏了用于解除上升级主发动机保险的开关。最初人们担心没有这个开关将无法点燃引擎，可能需要宇航员更改线路启动引擎，如果失败则可能让他们困在月球上无法返回。不过万幸的是，他们用一个圆珠笔打开了开关。
在休息了约7个小时以后，指挥中心叫醒了两名宇航员并指示他们进行回航准备。又过了两个半小时，在UTC17：54时，他们乘坐鹰号上升级离开月面返回绕月轨道与指令仓哥伦比亚号上的指令仓驾驶员迈克尔·柯林斯会合，随他们返回的还有21.55公斤的月面样本。
在与哥伦比亚号会合之后，鹰号登月舱被抛弃并留在绕月轨道上。据国家航空航天局报告称，鹰号的轨道逐渐降低最终在"某一地点"与月球相撞。
登月舱上升级上的影片记录显示，在起飞阶段时，美国国旗被上升发动机喷出的气体猛烈吹动，根据奥尔德林的说法，国旗最终被吹倒。
在阿波罗11号之后所有登月飞船放置在月面上的美国国旗都至少离开登月舱100英尺，以避免被上升发动机吹倒。
7月23日，在降落前夜，三名宇航员进行了一次电视直播。
柯林斯对所有参与阿波罗计划的人表示了感谢。奥尔德林说这象征了人类对未知世界探索的求知欲.并引用了圣歌中的一句话：
When I consider the heavens, the work of Thy fingers, the Moon and the stars, which Thou hast ordained; What is man that Thou art mindful of him?
阿姆斯特朗总结道："这次飞行的责任是历史付与的、是科学先驱们付与的责任、是美国人民的意志赋予的、是四个部门和他们的委员会付与的、是制造了火星火箭、哥伦比亚号、鹰号和舱外活动单元，包括宇航服和背包，也就是我们在月球上的小飞船，是制造了他们的公司与产业团队赋予的。我们感谢建造、设计、实验了飞船并为之付出努力并发挥才智的所有美国人，今晚，我们特别感激他们。愿上帝保佑所有收听收看我们直播的人，这里是阿波罗11号，晚安。"
5 返回地球
宇航员们于1969年7月24日返回地球，并受到了英雄般的欢迎。他们的降落点为北纬13度19分，西经169度9分，维克岛以东2660公里（1440海里），或约翰斯顿环礁以南380公里（210海里），距回收船大黄蜂号24公里（15英里）。
在降落约一小时后，宇航员们被回收直升机发现。宇航员们出舱后即进入了一个用做隔离设施的拖车。尼克松总统亲自登上了回收船欢迎宇航员返回地球。
漂浮在海上的阿波罗11号指令舱
为避免从月球带回未知病原体，阿波罗11号的乘员在返回地球后被隔离了3周。其中在拖车中隔离一周，在房间隔离两周。
1969年8月13日，宇航员们终于离开了隔离区。美国民众举行了盛大的游行来欢迎他们的航天英雄，纽约、芝加哥和洛杉矶等多地都举行了庆祝游行。总统尼克松和副总统斯派罗向每位宇航员颁发了总统自由勋章。许多国家都为庆祝这一次人类登月发行了纪念邮票或纪念币。
1969年9月16日，三名宇航员在国会山举行的参众两院联席会议上发表演讲，他们向众议院和参议院分别赠送了一面随他们登月的美国国旗。
6 阿波罗12-17号
阿波罗11号成功登月之后， 美国并没有停下载人登月的脚步。从1969年11月至1972年12月，美国相继发射了阿波罗12、13、14、15、16、17号飞船。其中除阿波罗13号因服务舱液氧箱爆炸中止登月任务外，另外5次均取得成功，前后共有12名宇航员均登月成功。
为了赶上美国的步伐，美国热热闹闹登月这几年，苏联一直在捣鼓一个东西，就是能源N-1火箭。这是苏联准备用来对标土星V的大推力火箭，登月全得靠它。然而由于发动机技术不过关，苏联的能源火箭在这三年里4发4炸。随着苏联的国内经济越来越困难，不得不暂时放弃了登月的念想。
N1火箭：由于制造不了大推力发动机，一级火箭需要30台发动机才能达到工作需要的推力
最后要说的是，阿波罗13号虽然登月失败，但是关于它的传奇故事，更是值得大书特书！
Houston, we have a problem
阿波罗13号电影海报
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