前蘇聯于1957年搶先發射世界上第一顆人造地球衛星之後，又于1961年把人類第一名航天使者送上地球軌道。從表面上看，前蘇聯在航天領域屢拿金牌，遙遙領先。這大大刺激了技術力量雄厚的美國人，連美國總統肯尼迪也驚呼：“我們落後了！”
為謀求和保持“空間領先”地位，在“空間競賽”中戰勝蘇聯，美國自1958年成立宇航局以來實施了一系列載人航天計劃。
“水星”計劃
“水星”計劃是美國1958年開始實施的第一個載人航天計劃。鋻於當時與蘇聯競爭緊迫形勢，該計劃的基本指導思想是盡可能利用已經掌握的技術和成果，以最快的速度和簡單可靠的方式搶先把人送上天。但事實上，當蘇聯于1961年4月12日把航天員加加林送上天成功地完成軌道飛行時，“水星”飛船尚處於無人試驗階段，直到1962年才進行首次載人軌道飛行。“水星”計劃于1963年結束，共完成25次飛行試驗，其中包括4次動物飛行，2次載人彈道飛行，4次載人軌道飛行，耗資約4億美元。
美國通過“水星”計劃證明人能夠在空間環境中生存和有效地駕駛飛船，也取得了載人飛船設計的初步經驗。但是在這一回合的載人航天競爭中輸給了蘇聯，突出表現為載人上天的時間落後於蘇聯，航天運載能力也處於劣勢。為改變這種局面，經美國航宇局和馮 布勞恩等火箭專家論證，提出美國在60年代經過努力能夠達到而又剛好超出蘇聯能力的目標是載人登月。
“雙子星座”計劃
作為從“水星”到“阿波羅”計劃之間過渡，美國于1961年11月至1966年11月實施了“雙子星座”計劃。其主要任務是研究、發展載人登月的技術和訓練航天員長時間飛行及艙外活動的能力。該計劃歷時5年，完成了10次環地軌道載人飛行，每次2人，共花費12.8億美元。此外，美國為實施“阿波羅”計劃還研製了“徘徊者”、“勘測者”、“月球軌道環行器”無人月球探測器、土星族重型運載火箭，以及由逃逸系統、指令艙、服務艙和登月艙組成的阿波羅飛船，這些工作為1969年把人送上月球奠定了堅實的技術基礎。
為研製大型運載火箭，著名的火箭專家布勞恩及其4人小組劃歸國家航空航天局。政府同時為“土星-5”號火箭的研製經費撥款1.4億美元。在以後的日子裏，儘管失敗、事故和來自某些方面的苛刻批評接連不斷，但美國人民和他們的政府在支持“阿波羅”的計劃中從來沒有動搖過。他們下定決心，一定要“把蘇聯人摔倒在月球上”，以雪屢屢敗北之恥。
“阿波羅”計劃
為了打破前蘇聯的航天優勢，1961年5月25日美國總統肯尼迪批准了航空航天局的登月計劃，並在國會上大膽地提出了在1970年以前先於前蘇聯把人送上月球的任務。肯尼迪以一種歷屆美國總統都沒有的坦率態度警告美國人民，除非他們具有跑完全程的毅力，否則就不要接受這項任務。這項任務就是後來以希臘神話中太陽神的名字命名的著名的“阿波羅”載人登月探險計劃。
肯尼迪的繼任者約翰遜也堅定不移地關心和支持“阿波羅”計劃，甚至於當這一計劃連在政治上的收益都被懷疑時，也不動搖。自第二次世界大戰後，在美國還沒有一項國家政策受到過這樣持久的、堅定的支持。
“阿波羅”計劃早在1957年便開始設想。1960年左右曾認為登月的途徑無外乎兩種：一種是“直接登上月球”，一種是從地球軌道發射站上發射。後來蘭利實驗室的一個名叫霍搏爾特的工程師提出了一條全然不同的月球軌道會合方案，就是用一艘比較小的航天飛船從月球軌道上下降到月球上，完成探險任務之後再在月球軌道上與母船會合對接，返回地球。經過一場激烈的內部大爭論之後，霍博爾特的設想被採納了。據較保守的估計，這一技術途徑使“阿波羅”的登月著陸至少提前了兩年。
“阿波羅”計劃是一項宏偉龐大的任務。從1961年開始實施至1972年結束，大約有40萬人和2萬多家公司參加，共花費239.15億美元，先後完成6次登月飛行，把12人送上月球並安全返回地面。它不僅實現了美國趕超蘇聯的政治目的，同時也帶動了美國科學技術特別是推進、制導、結構材料、電子學和管理科學的發展。但是，“阿波羅”計劃耗資太大，幾乎佔用了航宇局60年代部經費的3/5，嚴重影響了美國空間科學和空間應用領域的發展，迫使美國重新考慮下一步的航天目標。
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