Program Apollo był serią amerykańskich lotów kosmicznych przygotowywanych od 1961 roku i realizowanych w latach 1966-1972. Celem programu było wylądowanie człowieka na Księżycu, a następnie bezpieczne sprowadzenie go z powrotem na Ziemię. Zadanie to zostało zrealizowane w 1969 roku podczas misji Apollo 11. Program był kontynuowany do 1972 roku w celu przeprowadzenia bardziej szczegółowej naukowej eksploracji Księżyca: Amerykanie lądowali na Księżycu sześć razy. Całkowity koszt programu wyniósł 25,4 miliarda dolarów. Ilość materiału zebranego i przywiezionego z powrotem na Ziemię wyniosła 381,7 kg (ponad dwa tysiące próbek). Lądowanie człowieka na Księżycu wymagało jedynie sześciu lotów testowych. Nazwa programu pochodzi od Apolla, syna Zeusa i Leto.
Nazwa dla tego jeszcze nie do końca zdefiniowanego projektu została już wybrana. Abe Silverstein, szef Biura Programów Lotów Kosmicznych, który rok wcześniej wymyślił nazwę Mercury, zaproponował nazwę Apollo. Podobnie jak w przypadku większości amerykańskich programów kosmicznych, nazwa została zaczerpnięta ze starożytnej mitologii. W mitologii greckiej Apollo, patron muzyki, medycyny i wiedzy, był często utożsamiany z Heliosem, którego zaprzężony w konie rydwan unosił Słońce po niebie.
Program został opracowany w 1961 roku na zlecenie NASA. Zakładał on, że pierwsze lądowanie człowieka na Księżycu powinno mieć miejsce w latach 1968-1970. Przed jego wdrożeniem przeprowadzono szeroko zakrojone badania powierzchni Księżyca i jego okolic przy użyciu sond księżycowych: Ranger, Surveyor oraz krążących wokół Księżyca satelitów Lunar Orbiter.
Program Apollo był trzecim amerykańskim programem lotów kosmicznych, po programach Mercury i Gemini. Program Apollo został zlecony przez administrację prezydenta Eisenhowera w celu rozszerzenia załogowych lotów kosmicznych rozpoczętych w ramach programu Mercury. Następnie został przekształcony przez prezydenta Kennedy'ego w program lotów i lądowań na Księżycu. Główny statek kosmiczny Apollo składał się z modułu dowodzenia w kształcie stożka połączonego z cylindrycznym modułem serwisowym. Podczas lotu astronauci przebywali w module dowodzenia.
Moduł serwisowy był wyposażony w silnik, który służył do umieszczania statku kosmicznego na orbicie księżycowej, a następnie umożliwiał mu opuszczenie tej orbity i powrót w kierunku Ziemi. Służył on również do okazjonalnych korekt kursu. Moduł serwisowy zawierał paliwo dla głównego silnika, a także paliwo, tlen i systemy podtrzymywania życia. Astronauci wchodzili do modułu dowodzenia przez boczny właz, który był hermetyczny i wyposażony w jedno z pięciu okien znajdujących się w module dowodzenia.
Przez tunel dostępowy astronauci przeszli do modułu księżycowego. W stożkowej części modułu dowodzenia znajdowały się trzy spadochrony służące do spowolnienia kapsuły podczas rozbryzgu. Kontakt z Ziemią był utrzymywany za pomocą anteny parabolicznej składającej się z czterech anten. Komputery statku kosmicznego miały mniejszą moc obliczeniową niż dzisiejsze telefony komórkowe. Podobnie proste były instrumenty kontrolne. Mimo to, używając prymitywnych komputerów, 24 kamer, 566 przełączników i małego teleskopu do śledzenia gwiazd, astronauci byli w stanie polecieć na Księżyc, wylądować tam i wrócić na Ziemię.
Moduł dowodzenia był jedynym elementem, który powrócił na Ziemię po udanej lub częściowo udanej misji. W projekt i budowę statku kosmicznego zaangażowanych było łącznie 4000 techników. Od pierwszych planów do budowy pierwszego statku kosmicznego minęły 52 miesiące.
Podróż na Księżyc wymagała nowego rodzaju rakiety zaprojektowanej wyłącznie do tego celu. Trzystopniowa rakieta Saturn V umożliwiła astronautom Stanów Zjednoczonych podróż na Księżyc. NASA zbudowała 15 rakiet. Dwie z nich nigdy nie wystartowały i są obecnie eksponatami muzealnymi. Po deklaracji prezydenta Kennedy'ego wysłanie Amerykanina na Księżyc stało się narodowym priorytetem, a kraj zaczął wspierać program Apollo. Początkowo planowano wykorzystać do tego celu rakietę Nova. Wybrano rakietę wyposażoną w osiem silników F-1, która mogłaby wysłać statek kosmiczny w bezpośredni lot na Księżyc zakończony lądowaniem na jego powierzchni. Projekt Nova został jednak ostatecznie porzucony. Zastąpiła go koncepcja znana jako Lunar Orbit Rendezvous (LOR) - spotkanie dwóch statków kosmicznych na orbicie Księżyca. LOR umożliwiał wykorzystanie mniejszej rakiety nośnej. Decyzja została podjęta, a prace nad tym rozwiązaniem rozpoczęły się na poważnie.
Do tego momentu nic, co choćby z grubsza przypominało statek kosmiczny Apollo, nie dotarło w kosmos. Sytuacja zmieniła się 28 maja 1964 roku wraz z lotem Saturn-Apollo 6 (SA-6). Nie była to misja załogowa, a sam statek kosmiczny był tylko kolejną makietą (BP-13). Apollo w końcu znalazł się w kosmosie - a przynajmniej coś mniej lub bardziej podobnego do Apollo.
Do tego czasu podczas lotów Little Joe II i Saturn I testowano systemy przerywania lotów, makiety modułu dowodzenia i kombinację Saturn-Apollo, co doprowadziło do uznania, że Saturn-Apollo był gotowy do użytku operacyjnego trzy lata wcześniej niż planowano. Testy te ujawniły również problemy, takie jak wady osłony ochronnej modułu dowodzenia, które były stopniowo usuwane.
Dalsze testy z użyciem rakiet Saturn I i Little Joe II zweryfikowały system ucieczki z rakiety (LES) w różnych warunkach awaryjnych, w tym rozpad lotu i maksymalne ciśnienie dynamiczne (Max Q), a także umieściły satelity Pegasus na orbicie przy użyciu makiet modułów serwisowych Apollo jako nośników. Loty SA-9, SA-8 i SA-10 były ostatnimi, w których wykorzystano rakiety Saturn I.
W dniu 20 stycznia 1966 r. test A-004 z Little Joe II zakończył serię testów LES/abort, podczas gdy trwały przygotowania do budowy rakiety Saturn IB, a prace nad Saturn V wciąż nie były zakończone. 26 lutego 1966 r. pierwsza rakieta Saturn IB wystrzeliła pierwszy prawdziwy statek kosmiczny Apollo na trajektorię suborbitalną. Aby odróżnić ją od wcześniejszych prób, misja SA-201 została przemianowana na AS-201 (Apollo-Saturn 201).
Zgodnie z harmonogramem, po AS-202 zaplanowano kilka lotów, co najmniej do AS-209. Następnym statkiem kosmicznym, który dotarł na platformę startową był AS-204, który miał być pierwszym lotem załogowym. Start był jednak wielokrotnie opóźniany z powodu różnych problemów, głównie z systemem kontroli środowiska (ECS). Sytuacja pogorszyła się po tym, jak eksplozja zbiornika paliwa zniszczyła moduł serwisowy innego statku kosmicznego. Zanim znaleziono przyczynę awarii, prace NASA znacznie opóźniły się w stosunku do harmonogramu, a problemy z finansowaniem pogłębiły trudności. 27 stycznia 1967 roku, podczas rutynowego treningu wewnątrz kapsuły AS-204, wybuchł pożar, w wyniku którego życie straciło trzech astronautów. NASA wyznaczyła tę misję jako Apollo 1.
Po intensywnym dochodzeniu zdecydowano, że program będzie kontynuowany po dostarczeniu nowej wersji statku kosmicznego, Apollo Block II. Po tragedii Apollo 1 zmieniono cały harmonogram i system oznaczania lotów. Nazwy kolejnych misji zostały uproszczone, a wszystkie loty z wykorzystaniem makiet statków kosmicznych, a także test AS-203, w którym nie wykorzystano ani makiety, ani prawdziwego Apollo, zostały pominięte w numeracji. Uwzględniono jedynie testy z prawdziwym statkiem kosmicznym (AS-201 i AS-202) oraz Apollo 1, a kolejną misję nazwano Apollo 4. Miał to być pierwszy start Saturna V.
W kwietniu 1968 roku wystrzelono Apollo 6. Większość celów misji została osiągnięta, a NASA przystąpiła do przygotowań do misji załogowych.
Między 27 maja a 14 listopada 1968 roku NASA przeprowadziła intensywne testy w Manned Spacecraft Center (MSC) w Houston. Moduły dowodzenia i LTA zostały umieszczone w ogromnych komorach próżniowych. Statek kosmiczny Apollo został poddany ekstremalnym różnicom temperatur, podobnym do tych, które napotka w przestrzeni kosmicznej. Nie opuszczając Ziemi, astronauci musieli stawić czoła niebezpieczeństwom, które mogą wystąpić w przestrzeni kosmicznej. W ćwiczeniach brali udział Joe Engle (który nie latał w misjach Apollo, ale później dowodził misjami Space Shuttle), Vance Brand (który brał udział w misji Apollo-Soyuz) i Joe Kerwin (uczestnik programu Skylab), a także piloci Sił Powietrznych USA Turnage Lindsay, Lloyd Reeder i Alfred Davidson. Prace nad lądownikiem były prowadzone przez Jamesa Irwina (Apollo 15), pilotów testowych Grummana Geralda Gibbsona i Glennona Kingsleya oraz pilota Sił Powietrznych USA Josepha Gagliano. Sukces tych testów umożliwił przyspieszenie programu.
Po sprawdzeniu całego systemu w misji Apollo 9, "próba generalna" została przydzielona do Apollo 10. Dzięki tej misji zebrano ogromną ilość nowych informacji. Lot ten zakończył program testowy Apollo. Nie wszystkie usterki zostały wyeliminowane (co spowodowało niepowodzenie misji Apollo 13). Następnie rozpoczęła się faza operacyjna programu, która okazała się sukcesem: podczas sześciu misji dwunastu amerykańskich astronautów stanęło na powierzchni Księżyca i bezpiecznie powróciło na Ziemię.
Start Apollo 11 odbył się 16 lipca 1969 roku z Centrum Lotów Kosmicznych na Przylądku Canaveral (wówczas oficjalnie Przylądek Kennedy'ego). Początek lotu Apollo 11 spędził na orbicie okołoziemskiej, po czym wyruszył w podróż o długości 384 400 km. Ponieważ moduł księżycowy znajdował się pod modułem załogowym, przeprowadzono manewr, w którym moduł księżycowy został tymczasowo odłączony, reszta statku kosmicznego została obrócona o 180°, a lądownik został ponownie zadokowany, teraz umieszczony z przodu. Po trzech dniach Apollo 11 wszedł na orbitę księżycową. Armstrong i Aldrin przenieśli się do modułu księżycowego, który został odłączony i rozpoczął historyczne lądowanie. Astronauci wylądowali na Księżycu 20 lipca 1969 roku. Wkrótce potem Neil Armstrong wysłał radosną wiadomość na Ziemię - "Orzeł wylądował".
Kiedy 21 lipca 1969 roku o godzinie 02:56 UTC Armstrong zszedł po drabinie i postawił stopę na pokrytej pyłem powierzchni Księżyca, wypowiedział słowa, które przeszły do historii: "To jeden mały krok dla człowieka, jeden wielki skok dla ludzkości". Złośliwi komentatorzy wskazują, że rozemocjonowany Armstrong zapomniał jednego słowa, przez co całe zdanie straciło swoje zamierzone znaczenie: zamiast "To jeden mały krok dla człowieka, ale jeden wielki skok dla ludzkości", powiedział "To jeden mały krok dla człowieka", przez co zdanie w rzeczywistości oznaczało "to mały krok dla ludzkości, ale wielki skok dla ludzkości". NASA wyjaśniła, że zdanie było kompletne, a brakującego słowa nie można było usłyszeć z powodu zakłóceń na łączu komunikacyjnym. W 2006 roku Peter Ford, specjalista komputerowy z Australii, wykazał, że Armstrong faktycznie wypowiedział pechowe "a".
Następnie Aldrin wyszedł na zewnątrz, a dwaj astronauci przeprowadzili eksperymenty naukowe, zasadzili amerykańską flagę i zebrali 21,7 kilograma skał, piasku i pyłu. Próbki przywiezione przez Apollo 11 zostały zebrane w czterech fazach. Po wejściu na powierzchnię Księżyca Armstrong zebrał kilka fragmentów skał do plastikowej torby. Te "próbki awaryjne" zapewniły niewielką ilość materiału księżycowego na wypadek, gdyby misja musiała zostać nagle przerwana, a załoga zmuszona do wcześniejszego powrotu na Ziemię. Nieco później użył czerpaka, aby zebrać większą ilość materiału księżycowego do metalowego pojemnika. Następnie zebrał "udokumentowane próbki", składające się z obiektów starannie wybranych ze względu na ich wartość geologiczną. Armstrong zapisał notatki i sfotografował lokalizację i położenie tych minerałów. Następnie próbki zostały pobrane spod powierzchni Księżyca za pomocą specjalnych narzędzi. Po rozbiciu się Apollo 11, próbki zostały przetransportowane dwoma helikopterami na wyspę Johnston, następnie dwoma samolotami do Houston, a na koniec samochodem do Lunar Receiving Laboratory (LRL). Wstępne badania zostały przeprowadzone przez specjalny zespół PET (Preliminary Examination Team) w Manned Spacecraft Center w Houston w Teksasie. Próbki zostały udostępnione 106 naukowcom ze Stanów Zjednoczonych i 36 badaczom z ośmiu innych krajów. Umieszczono na nich również tabliczkę z napisem: "Tutaj ludzie z planety Ziemia po raz pierwszy postawili stopę na Księżycu. Lipiec 1969 roku. Przybyliśmy w pokoju dla całej ludzkości". Po 21 godzinach i 36 minutach spędzonych na Księżycu astronauci wrócili do modułu dowodzenia, gdzie czekał na nich Michael Collins. Podróż powrotna przebiegła bez zakłóceń. 24 lipca 1969 r. Apollo 11 rozbił się na Oceanie Spokojnym, 1460 km na południowy zachód od Wysp Hawajskich i 21 km od oczekującego lotniskowca USS Hornet.
Z powodu pogarszającej się pogody miejsce lądowania zostało przesunięte o 400 km. Po 195 godzinach i 7 minutach misji ekipa ratunkowa nawiązała kontakt wzrokowy z kapsułą. Operacje odzyskiwania różniły się od poprzednich lotów, ponieważ uznano za konieczne poddanie astronautów księżycowych kwarantannie biologicznej. W związku z tym nurkowie zrzuceni z helikoptera najpierw wręczyli załodze specjalne skafandry do izolacji biologicznej, a dopiero po ich założeniu zostali oni wciągnięci do kabiny helikoptera. Jednocześnie kabina została zdezynfekowana. Po przeniesieniu na lotniskowiec Hornet, astronauci księżycowi natychmiast trafili do specjalnej jednostki kwarantanny (Mobile Quarantine Facility - MQF), w której zostali przetransportowani na Wyspy Hawajskie. Na wyspie Ford kontener został załadowany na samolot C-141. Samolot dostarczył załogę do bazy sił powietrznych Ellington w Teksasie, skąd kontener został przetransportowany do centrum kosmicznego w Houston w Teksasie, gdzie przeniósł się do stałego miejsca kwarantanny. Kwarantanna trwała do 11 sierpnia i zgodnie z oczekiwaniami przyniosła całkowicie negatywny wynik. Moduł dowodzenia Apollo 11 jest obecnie wystawiony w Narodowym Muzeum Lotnictwa i Kosmosu w Waszyngtonie.
Po misji Apollo 11 na Księżycu wylądowało kolejnych pięć załogowych statków kosmicznych. Ostatnia misja miała miejsce w grudniu 1972 roku (Apollo 17). Od tego czasu nikt nie wylądował na Księżycu.
