载人航天100个标志性航天器（1957年–1977年）——太空舱（美国）

转载自微信公众号：战争机器

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本文记录了世界历史上一个重要时期的故事，当我们逃出大气层，俯视海洋和大陆，第一次看到地球的复杂性、脆弱性和美丽。同时，我们向天空看去，看到了古老的天体现象，以及心灵所能理解的超自然现象。在过去六十年间完成这些任务的大胆飞行器--从人造卫星1号到詹姆斯-韦伯望远镜--代表了截至21世纪初太空时代探索的总结；它们反映了人类为理解宇宙及其各部分的运作所做的持续尝试。

最初对太空的探索与在地球上的探索有相似之处。在20世纪50年代太空时代的黎明，德怀特-D-艾森豪威尔总统提议立法建立一个横跨美国的统一高速公路网络，表面上是为了国防。然而，它的用处被证明是非常广泛的。1956年的《国家州际和国防公路法》代表了美国历史上最大的公共工程支出（仅在艾森豪威尔政府结束时就达到约410亿美元），并将美国的高速公路网扩大了约66,000公里。不仅如此，它还刺激了就业机会的创造，促进了20世纪50年代的经济繁荣，加快了现代商业的步伐，并缩小了部门和地区差异，在地缘政治上使国家前所未有地统一。以自己的方式，为人类服务的航天器也回报了许多同样的好处。

在这部法律通过的三年前，在世界的另一端，一位新西兰人和一位尼泊尔夏尔巴人进行了一次完全不相关的挑战。1953年5月29日，埃德蒙-P-希拉里和丹增-诺尔盖成为第一个登上珠穆朗玛峰顶峰的人，珠穆朗玛峰是地球上最高的地方，有8,848米。"我们不知道人类是否有可能到达珠穆朗玛峰顶，"希拉里后来说。在没有军事、经济或政治后果的情况下，登上世界之巅满足了人类几个根深蒂固的驱动力：对起源的追求、对好奇心的满足、对冒险的诱惑、对未知事物的揭示，以及对耐力的考验。这些同样的动机也是探索太空的冲动的典型。

因为本文局限于为探索而不是为实际结果而设计的航天器--像珠穆朗玛峰这样的努力，而不是国家公路系统--所以出现了人类和机器人旅居者之间不可避免的辩论。我们将通过宇航员、太空人和太行者--有知觉的探索者--与宇宙接触，还是将自动轨道器和着陆器作为我们的代用品？所介绍的航天器表明，两者都有独特但互补的作用，机器人将继续被派往对我们来说太荒凉或太遥远的地方，而人将去那些可以控制风险和人类智慧无法替代的地方。

火星科学实验室的 "好奇号 "漫游车执行了许多与太空人相同的杂务，但没有时间、燃料、补给和（仅举一个安全问题）辐射的限制因素--根据 "好奇号 "自己的发现，后者是一个严重的健康问题。另一方面，1969年至1972年在月球上行走的12名阿波罗宇航员完成了机器无法完成的任务。他们目睹并描述了月球表面可触及的纹理，评估了月球地质的一般特征，并在他们的每一步和运动中感受到月球重力的特殊性。他们采掘了大量的、种类繁多的岩石和土壤（共382公斤）。他们报告了自己生理和心理上的变化。他们还打了高尔夫。然后他们带着对未来任务的建议返回地球，并在艺术作品、回忆录和媒体上解释了这一经历对他们的影响。

本文还说明了过去60年中太空旅行的国际背景。它开始于美国和苏联之间的决斗，在冷战的高峰期，这不仅涉及到技术上的较量，还涉及到世界舆论的斗争。苏联和美国向世界吹嘘他们的太空成就，证明他们的文化、政府、经济体系和政治意识形态的优越性。但是，一旦冷战结束，太空探索就不再是全球对抗中的一个次要情节，而是及时呈现出一种完全不同的特征。

这种演变是本文的基础。本文分为三部分，每部分20年，追溯了三个不同的时期。最初的部分，从1957年到1977年，涵盖了第一个太空时代，在此期间，两个超级大国争夺霸主地位。高潮发生在登月竞赛中，美国赢得了这场战斗，部分原因是约翰-F-肯尼迪总统提出了登月的大胆目标。这一成就抹去了苏联早期的领先优势，使美国国家航空航天局得以跃升至终点。但是，尽管阿波罗号获得了大奖，冲突并没有就此结束。为了挽回自己的损失，苏联人将目光转向了新的领域。通过与七个 "礼炮 "号和 "和平号 "一起追求空间站的发展，苏联恢复了它的声誉，并以毫无疑问地掌握了长期在轨道上居住的技术而结束了第一阶段的太空探索。与此同时，美国通过专注于一系列壮观的机器人任务，取得了自己的后期胜利：维京人1号和2号在美国建国二百周年纪念年向火星进行了历史性的飞行，旅行者1号和2号从1977年开始向外行星进行了所谓的大旅行。

时间轴上的下一个节点--从1977年到1997年--是一个过渡时期，它抛开了苏美两极，开启了一个试探性的多国合作的新时代。这一调整始于美国国家航空航天局和俄罗斯航天局的认识，即冷战的结束和预算的紧缩使双方都没有必要的资源在太空中建立大规模的新项目。因此，令许多人震惊的是，这些前战斗人员同意忘记（如果不是原谅）他们过去的敌对行为，并为一项巨大的雄心勃勃的事业进行谈判合作：国际空间站（ISS）。与国际空间站一起，航天飞机也成为天空中正在萌芽的缓和关系的一个关键贡献者。它可以有多达7名机组人员，使许多国家、种族和信仰的旅行者能够在一起工作和生活，而它巨大的货舱使它成为运输和组装国际空间站巨大模块的唯一手段。这个时代也标志着另一支跨国力量的出现：欧洲航天局（ESA），其十个创始国成为跨越国界的完全一体化团队合作的缩影。

最后，在第三个阶段--名为 "空间探索的十字路口，1997年至2017年"--对宇宙及其组成部分的研究成为一项全球倡议。1998年国际空间站头两个模块的对接标志着一个大规模的多国项目的实现，其寿命预计至少持续到2024年，由美国、俄罗斯、加拿大、日本和欧空局组成的五人财团监督。与此同时，欧空局自己的项目也获得了地位，生产了一些世界上最先进的机器人航天器和运载火箭。它还扩大了它的名册，包括22个成员国，涵盖了大部分欧洲大陆（欧空局的理事会由奥地利、比利时、捷克共和国、丹麦、爱沙尼亚、芬兰、法国、德国、希腊、匈牙利、爱尔兰、意大利、卢森堡、荷兰、挪威、波兰、葡萄牙、罗马尼亚、西班牙、瑞典、瑞士和英国组成）。

俄罗斯联邦航天局继续追求先进和可靠的火箭技术（预计在2011年航天飞机退役后，将载着美国宇航员往返国际空间站长达十年之久），并生产了历史悠久的联盟号运输机的改进版。同时，在美国，NASA将主要合同授予几个小型私营公司，如SpaceX、Blue Origins和Orbital ATK，以制造能够将宇航员送入太空的胶囊和火箭。这样做对太空时代的主要正统观念之一提出了前所未有的挑战：即只有中央政府保留参与探索任务的权利。也许比任何其他最近的发展更具有决定性的是，中国国家航天局成为第三个将自己的宇航员送入太空轨道的国家，取得了很高的成功率，并为未来制定了宏伟的计划。

尽管有这种基础广泛的伙伴关系和更多参与者的趋势，一个令人不安的问题笼罩着21世纪的太空探索。是目前的模式占上风，还是民粹主义和民族主义的浪潮会煽动人们回到早期的太空时代，那时政治对手将他们在地球上的对立情绪投射到宇宙中？

第一个太空时代

1957年–1977年

太空舱

水星号

美国宇航局于1958年10月1日开始运作，次月，水星项目--以罗马神话中带翅膀的神的使者命名--开始成为该机构最优先的项目。在1959年将主合同授予麦道公司之前，太空任务小组确定了太空舱的规格。长2米，直径1.9米（底部），发射时可达1400公斤。舱内设备塞得满满的，为唯一的宇航员提供了一个紧实的泡沫座椅和仅1立方米的可居住空间。太空舱的小尺寸和小重量反映了其运载工具的推力相对较弱。

水星飞船由六个主要的结构部件组成：用于乘员逃生的逃生塔；位于太空舱顶部的天线外壳；位于太空舱狭窄颈部的重返大气层降落伞；位于下部区域的乘员舱；位于下方的隔热罩；以及位于最底部的推力舱。按照最初的设想，水星飞船的飞行路线只能从地面引导。但是在适当的时候，宇航员们说服了设计者建立驾驶舱控制，在一些情况下，这些控制被证明是救命的。

在有宇航员乘坐的任务之前的飞行测试中，水星项目经历了不可预知的失败和成功。1959年9月的第一次发射--一项研究和开发任务--由一枚阿特拉斯D型中程弹道导弹改装的运载火箭升空并按计划飞行。但在1960年7月，阿特拉斯导弹/太空舱组合的弹道测试以失败告终。接下来的11月，被称为水星-红石1号中程弹道导弹改装的运载火箭的第一次飞行也流产了，因为它的火箭引擎在升空后就关闭了。该计划在1960年12月第二次尝试水星-红石1号时得到恢复。第二个月，美国宇航局尝试将一个生物送入太空--不是宇航员，而是一只名叫哈姆的黑猩猩，他乘坐水星-红石2号飞行。哈姆经受了一些严重的惊吓，在升空时承受了17个重力过载，一次偏离目标的着陆，以及一个泄漏的航天器（很含蓄的说，任务失败了）。

水星-红石3号和4号最终将美国人送出了地球，但在1961年4月12日尤里-加加林在Vostok 3K飞船上成为第一个进入太空的人之前。Sputnik I号发射后，美国发现自己落后于苏联，三年半后仍有很多地方需要改进。加加林在地球轨道上运行了108分钟；1961年5月5日，阿兰-谢泼德乘坐水星-红石3号（又称为自由7号），在亚轨道上飞跃太空，持续时间略多于15分钟。他的任务顺利完成，但维吉尔-"格斯"-格里索姆于1961年7月21日在水星-红石4号（自由钟7号）上的任务就没有那么顺利了。在经历了类似的15分钟的旅程后，他落在海面上，但飞船的舱盖意外地被爆破螺栓炸开，使太空舱充满了水并沉入水中，使得格里索姆不得不游到水面，在那里一架直升机将他救起。

尽管早期阿特拉斯运载火箭的记录不尽如人意，但在1962年2月20日，美国国家航空航天局--在对10个月前尤里-加加林的飞行作出反应的巨大压力下--进行了一场精心策划的赌博，开始了美国轨道空间飞行的倒计时。从1958年提交的申请者中，罗伯特-吉尔鲁斯和美国宇航局兰利的太空任务组为第一组宇航员选择了14人，并从中为水星计划选择了7人。其中，海军陆战队飞行员（后来的上校）约翰-H-格伦负责第一次环绕飞行。他在第二次世界大战和朝鲜战争期间担任战斗机飞行员，之后他参加了美国海军试飞员学校。

1962年2月20日，格伦乘坐 "友谊7号"/"水星-阿特拉斯6号 "进入轨道，他完成了他的任务，但也有一些令人紧张的时刻。在墨西哥上空飞行时，在他的第二次环绕上，他注意到姿态控制的丧失；自动稳定系统未能使太空舱保持正确的方向，导致它每秒向右漂移约1.5度。为了补偿，在飞行的其余时间里，他手动驾驶航天器（证明了驾驶舱内训练有素的飞行员的价值）。但当他越过卡纳维拉尔角时，一个同样危险的问题威胁到了任务：根据传感器显示，隔热罩已被解锁。由于不确定这是个危机还是个假警报，格伦接到指示，要求他在重返大气层时启动反推力后，不遵守程序，不抛弃反推力装置，希望反推力装置能将防护罩固定在原位。当他下降到大气层时，地面控制中心的每个人都屏住了呼吸，但任务在三次环绕和近五个小时的空间后安全结束。格伦很幸运；传感器给出了一个错误的读数，隔热罩在整个危机中一直保持在原位。

麦克唐纳（McDonnell）水星飞船的设计演变

麦克唐纳（McDonnell）水星（Mercury）D-1型 “MR-3 太空舱”

图例

1 - T = 00:00 发射

2 - T = 02:14 助推器分离

3 - T = 02:34 逃生塔弹出

4 - T = 5:00 阿特拉斯运载火箭分离

5 - T = 05:30 太空舱转向

6 - T = 6:00 水星进入轨道

在水星项目结束之前，还有更多紧张的事件发生。1962年5月，斯科特-卡彭特乘坐极光7号/水星-阿特拉斯7号进行了一次与格伦的飞行时间相似的飞行，但是他的太空舱比着陆目标高出420公里。救援人员在落水后近一个小时才发现卡彭特，他从太空舱中逃出后坐在一个救生筏上。1962年10月，沃尔特-希尔拉（Walter Schirra）乘坐西格玛7号/水星-阿特拉斯8号进行了下一次飞行，并将格伦和卡彭特在太空中记录的时间延长了一倍，在9个多小时内进行了6次环绕飞行，没有发生任何事故。最后，戈登-库珀于1963年5月乘坐 "信仰7号 "太空舱在水星-阿特拉斯9号运载火箭上升空。这次任务极大地扩大了美国太空计划的范围（和威望）。他在轨道上停留了22圈，计时为34小时20分钟。但是发生了一些重大的麻烦。在第19圈的轨道上，一个仪器灯警告减速和过早返回；在第21圈轨道上时，自动稳定和系统短路，航天器内的二氧化碳水平上升。库珀掌握了控制权，和格伦一样，他驾驶着飞船安全返回并降落在海面上。

双子座号

尽管事后看来，早期的美国太空计划从 "水星计划 "到 "双子星计划 "似乎是一气呵成，没有中断过，但事实上，它们有着完全不同的起源和目的。水星计划产生于美国国家航空航天局的前身--国家航空咨询委员会；双子座计划起源于约翰-F-肯尼迪总统1961年5月25日在国会的讲话。肯尼迪的讲话是对苏联宇航员尤里-加加林于1961年4月成为太空第一人的回应，他在围绕地球的一次环绕飞行了108分钟。与此形成鲜明对比的是，宇航员艾伦-谢泼德于5月5日进行了一次短暂的亚轨道飞行，时间略多于15分钟。这两次太空飞行仅相隔22天，两者的并列表明，美国在太空探索方面仍然远远落后于苏联，在两个超级大国争夺冷战主导权的时候，这是一个严重的缺陷。

总统向众议院和参议院要钱（很多钱；他被告知最终将花费大约330亿美元），以便在20世纪60年代结束前让宇航员登陆月球。国会批准了，但水星号的工程师和管理人员意识到，即使他们的项目实现了目标，肯尼迪高大的新目标要求他们克服一个巨大的技术缺陷。首先，尽管水星号消除了许多关于太空旅行对人类影响的恐惧，但它并没有为长期的月球拍摄提供足够的生理学信息。此外，水星飞行没有尝试舱外活动，简称EVA，这是宇航员在月球上行走前必须掌握的。更重要的是，航天器的会合和对接，没有它，任何登月计划都不可能发生，这一点还没有被尝试或测试。但最根本的是，在1961年，美国宇航局的领导人对登月任务的整体架构没有达成共识--如何将宇航员送到那里，如何让他们着陆，以及如何让他们回家。

罗伯特-吉尔鲁斯和他在美国宇航局兰利的太空任务组对肯尼迪的承诺作出了回应，构想了双子座项目，以希腊神话中的双胞胎卡斯特和波吕克斯命名，他们是航海者的守护者。这种双重性反映了计划中的双子座任务的两个宇航员。为了加速双子座的发展，美国宇航局再次求助于美国空军，不仅选择其泰坦II洲际导弹作为双子座的运载火箭，而且还选择了多功能的阿吉娜二级作为双子座太空舱的交会对接火箭。

从最后一次水星飞行到第一次双子座飞行，两年过去了，这对美国宇航局中负责缩小与苏联差距的人来说似乎是一个永恒的过程。但等待的发生是因为双子座代表的不仅仅是通往月球的中间步骤；相反，它体现了对水星的技术飞跃。在它的许多进步中，双子座携带了一台22.7公斤的计算机，这是太空中的第一台计算机，能够每秒进行七千次计算。该太空舱配备了燃料电池，通过氧气和氢气的化学反应产生电能。这个过程产生的副产品是饮用水。

该太空舱本身在任何方面都超过了水星。双子座在发射时重达3,792公斤，是水星的两倍多。它的长度为5.60米，超过了水星的2.5倍，其底部直径为3.05米，比水星的直径宽了近1.2米。在最鲜明和最有意义的对比中，水星只有1立方米的活动空间，而双子座有2.55立方米。即使将乘员人数增加一倍至两人，双子座宇航员的舱室仍比水星的舒适和有效得多。

双子座在巨大的成就和令人毛骨悚然的悬念之间疯狂地摇摆。在1965年3月平静的三轨道双子座3号之后，双子座4号在同年6月发生了众所期待的机载计算机故障，使得詹姆斯-麦克迪维特不得不手动驾驶返回舱。不仅如此，在埃德-怀特进行了美国第一次EVA之后，他和麦克迪维特面临着灾难，因为他们在最终关闭和锁上航天器有问题的出口舱门之前已经筋疲力尽。1965年8月，双子座5号持续环绕地球了8天，给宇航员带来了希望，他们可以在太空中存活整个往返月球的航行时间。1966年3月，灾难几乎再次降临，阿波罗8号指挥官尼尔-阿姆斯特朗和飞行员大卫-斯科特成为第一个在太空中与另一个飞行器对接的人，他们与Agena太空舱结合在一起，但一个卡住的双子座推进器导致相连的飞行器翻滚和旋转，宇航员们只能通过启动反转推进器并提前两天返回家园而幸存下来。仅仅三个月后，双子座9号的对接任务因Agena太空舱没有进入轨道而失败。1966年7月的双子座10号恢复了一些信心，迈克尔-柯林斯和约翰-杨与Agena太空舱对接，点燃了它的引擎，并将连在一起的航天器推进到更高的轨道，后来与仍在轨道上运行的双子座8号Agena太空舱会合。1966年9月，双子座11号与Agena太空舱直接会合，在44分钟的太空行走中，理查德-戈登用一根30米的系绳将太空舱和目标飞行器连接起来。这次任务还见证了第一次完全由计算机控制的重返大气层。最后，在1966年11月，双子座12号将詹姆斯-洛弗尔和巴兹-奥尔德林送入轨道，在此期间，奥尔德林成功进行了三次EVA，总共持续了五个半小时。

尽管双子座为后来的登月探险做出了巨大贡献，但在其结束时，距离肯尼迪总统的登月期限只剩下三年多一点的时间。当双子星号的大幕落下时，航天局没有人真正知道宇航员是否会在时间耗尽前登上月球。

图例

1 - 双子座获得再入上升的机会

2--任务模块分离

3 - 脱离轨道的燃烧

4--服务舱分离

5 - 大气层再入

麦克唐纳载人航天器的设计演变

McDonnell 双子座 SC 3 太空舱

北美阿波罗 Block 2（H任务）北美阿波罗 太空舱 Block 2

阿波罗计划（Apollo）

阿波罗计划源于政治上的绝望。约翰-F-肯尼迪总统就任后仅三个月，就发现他的政府受到了对美国领导力和自豪感的两次打击的围困。第一次是在1961年4月12日，苏联宇航员尤里-加加林进入地球轨道，成为第一个被发射到太空的人。第二次发生在不到一周之后，1961年4月17日，由中央情报局训练的古巴叛乱分子在猪湾上岸，却被菲德尔-卡斯特罗的部队击溃。

肯尼迪需要采取大胆的行动，让苏联人措手不及。1961年5月25日，他在国会发表演讲，要求在本世纪末之前为登月提供大量资金。

国会投了赞成票，美国宇航局很快开始了双子座项目，为了实现肯尼迪奢侈的目标。肯尼迪的讲话甚至对一些最高级别的航天局官员来说也是一个晴天霹雳--他们中几乎没有人事先对这个决定有任何想法。随着冲击的深入，这些工程师和科学家意识到，没有任何火箭和航天器能够开始实现总统的承诺。但他们确实为该项目商定了一个名字。他们遵循水星和双子座的神话趋势，将登月计划命名为阿波罗，以纪念希腊最伟大的神--宙斯的儿子。

在任何严肃的工作可以开始之前，NASA需要为登月计划制定基本架构。在1961年和1962年期间，有三个主要概念在激烈竞争中被接受。第一个概念是由沃纳-冯-布劳恩博士的团队在阿拉巴马州亨茨维尔的NASA马歇尔太空飞行中心提出的，被称为直接升空。它需要一个巨大的、尚未开发的名为 "新星 "的火箭，将载着工作人员直接到达月球，着陆，并将他们送回地球。直接升空有强大的支持者，但它的反对者却因为技术障碍、费用和漫长的开发时间而否定它。相比之下，地球轨道交会技术设想使用火箭将月球模块发射到轨道上，在前往月球的航程之前将它们组装起来。这个计划也赢得了许多支持者（最终是冯-布劳恩本人），因为它提供了较少的技术挑战和比直接升空更低的成本。

图例

1 - T = 00:00 发射

2 - T = 2:41 第一级火箭分离（2.756米/秒）

3 - T = 03:17 逃生塔分离

4 - T = 09:12 第二级火箭分离（6.900米/秒）

5 - T = 11:38 进入太空轨道 (7.790米/秒)

最后的候选者遇到的阻力最大。它被称为月球轨道会合（LOR），起源于美国宇航局兰利的一位相对默默无闻的结构科学家John C. Houbolt。Houbolt的计划涉及一个不需要在太空中建造的航天器，因为它飞入轨道时有三个已经连在一起的部分：一个指挥舱、一个服务舱和一个月球登陆器。它还只需要一枚火箭，即土星五号--比直接升空的新星火箭推力较小的助推器，但足以在前往月球之前将多部分的航天器推出大气层。一旦到达目的地，指挥舱持续围绕月球运行，而登月舱则自行分离，飞到月球表面，着陆，并承担其任务。完成后，它从月球表面起飞，并返回与盘旋的指挥舱对接，以便返回家园。

Houbolt的LOR与其他两个方案相比具有显著优势，因为它以较低的成本、较少的燃料和较轻的重量完成了目标。但是它也带来了一个严重的责任，那就是旅行中最容易出错的部分--登月舱的着陆和从月球起飞，以及随后与指令舱的对接--发生在离地球386,000公里的地方，如果出现问题，距离太远，无法进行任何实际救援。

Houbolt在1961年花了很多时间试图说服NASA的领导人相信他的系统的有效性，其中大多数人充其量是以怀疑的态度对待它。但最终，他严格的计算说服了冯-布劳恩和马歇尔太空飞行中心在1962年6月认可了LOR，之后其他人开始步入正轨。接下来的一个月，行政长官詹姆斯-韦伯支持LOR。

随着这些争论的解决，航天局投入到阿波罗计划的技术挑战中。北美航空公司赢得了指挥和服务舱的主合同，花了七年时间才完成。其设计团队很快就意识到了约翰-胡博特的LOR概念的复杂性。指挥舱需要环绕地球，飞向月球，环绕月球，并返回家园在海中降落；维持三名乘客两周的生命；并与相连的服务舱无缝对接。服务舱需要储存补给品、生命支持设备、燃料、机动火箭、氧气，并容纳最重要的再入引擎。

阿波罗 Apollo 指令舱 CSM 发展路线

格鲁曼 LM H – 登月舱系列

图例

双跳再入大气层

1 - 阿波罗CM（在SM投掷后）。

2 - 阿波罗CM获得了正确的上升过程

3 - 第一次重返大气层（11公里/秒）。

4 - 上升阶段(高达120公里)

5 - 第二次再入（7.5公里/秒）

图例

1 - 阿波罗CM进入大气层

2 - 制动伞打开

3 - 主伞展开

4 - 主伞完全打开

5 - 溅落到海面

登月舱增加了任务的难度。由格鲁曼公司制造的登月舱开始得晚，落后于计划，而且成本高于预期。但它也代表了阿波罗系统最不可缺少的部件，同时也是最容易发生灾难性故障的部件。它不仅需要在指挥和服务舱环绕月球时完美地与之脱钩，然后完全依靠其单一的下降引擎来实现精确、安全的着陆。在月球上，登陆器作为宇航员的行动基地。当离开的时候，登月舱将自己一分为二，将下级留在月球表面，依靠上升级--仅由一个非冗余发动机提供动力--飞回轨道上的指挥舱。为了实现这些宏伟的目标，格鲁曼团队发现自己被控制、引导和机动性问题所困扰。

作为一个整体飞行的多个航天器带来了尺寸和重量的长期问题。指挥舱和服务舱的形状像一个圆柱体，一端是一个圆锥体，另一端是发动机支架。它们长11米，直径3.9米，有6.2立方米的内部空间。指令舱本身占整个长度的3.2米。它重14,690公斤。相比之下，登月舱看起来就像一个高大的、带刺的、四条腿的生物，高约7米，宽和深度为9.4米。登月舱的重量为16,400公斤。

一旦进入地球轨道，航天器需要重新调整自己，以便前往月球。在升空过程中保护阿波罗飞行器的土星五号上面的护罩打开了，然后指挥和服务舱脱离了自己，转过身来面对仍然嵌入护罩中的登月舱，与之对接，并将其取出。当它飞向月球时，完整的航天器让人印象深刻，从头到尾近18米，重达超过31,116公斤。

航天局为阿波罗计划了12次载人任务。第一次，阿波罗1号，在开始之前就结束了。1967年1月27日，维吉尔-格里森（Virgil Grissom）、爱德华-怀特（Edward White）和罗杰-查菲（Roger Chaffee）在进行发射演练时死于一场火灾--电气短路点燃了太空舱内的纯氧环境。在媒体和国会的强烈批评下，NASA在21个月后才尝试另一次载人飞行。1968年10月的阿波罗7号。这次任务成功地测试了指令舱和服务舱，船员们还练习了将登月舱从土星五号护罩中撤出。1968年12月的阿波罗8号代表了该计划进展中的一个飞跃，并试图弥补阿波罗1号之后失去的时间。它首次使用土星五号载人，将弗兰克-博曼、詹姆斯-洛弗尔和威廉-安德斯成功送上月球环游。1969年3月的阿波罗9号任务只在地球轨道上飞行，但练习了指令舱和月球舱的分离、会合和对接动作。下一次飞行，即1969年5月的阿波罗10号，宇航员托马斯-斯塔福德、尤金-塞尔南和约翰-扬飞往月球轨道，并演练了首次登月的飞行计划。

1969年7月，肯尼迪总统的登月雄心得到了实现，只剩下五个月的时间。但阿波罗11号并非一帆风顺。7月20日，尼尔-阿姆斯特朗和巴兹-奥尔德林乘坐登月舱飞往月球表面（迈克尔-柯林斯乘坐指挥舱在轨道上运行），阿姆斯特朗在意识到指定的着陆点看起来岩石太多，无法安全着陆后控制了登月舱。他在这片土地上搜索了一段时间，在下降引擎的推进剂只剩下2%的情况下，他找到了一个地点并着陆。然后两人走了出来，花了两个半小时收集了近21.75公斤的地质样本，并返回登月舱与柯林斯会合，开始了回家之旅。（根据最新的资料，很有可能第一次登月是失败的，但是为了面子，造假了，以后几次才真的登月成功了。）

下一次登月任务（1969年11月的阿波罗12号）进展顺利，但1970年4月的阿波罗13号几乎以灾难告终，在对服务舱的2号氧气罐进行例行的机械搅拌后，一场爆炸几乎使航天器丧失了能力。宇航员们撤退到登月舱，在那里他们在寒冷、饥饿和不眠不休中等待着绕月飞行，然后返回家园。他们面临着一个非常有问题的再入过程，只有一个近乎完美的轨迹才能防止太空舱穿透地球的大气层。1970年4月17日，宇航员们在南太平洋安全着陆。

其余的阿波罗飞行（编号14、15、16和17，分别在1971年2月和7月以及1972年4月和12月）没有发生重大事故（除了在阿波罗16号的着陆过程中约翰-杨和查尔斯-杜克下降到月球时发生了 "波折"）。在最后的三次航行中，由波音公司和通用汽车公司制造的3.1米的月球车使宇航员的机动性大大提高，并有能力在更远的地方寻找和运输岩石和土壤样本。

最后，阿波罗计划如肯尼迪总统所希望的那样成功了。它仍然代表着也许是太空时代的最大成就。但是它也付出了沉重的代价，即三名阿波罗1号宇航员的生命。它也为美国宇航局未来的任务设定了一个不可能成功的标准。