正当美国人为自己的成功而高兴时，前苏联在登月技术上又取得重大突破——软着陆。1966年1月31日，“月球9号”探测器的着陆部分降落在月面上，仪器舱中仪器完好无损，不断发回各种照片、数据。美国人不甘落后，4个月后，“勘测者1号”也在月球上软着陆，并且是整个探测器在月面着陆，它不光发回照片，还挖掘月面物质进行分析、测试等。1966年8月美国又发射了“月球轨道飞行器1号”。后来前苏联还发射了“探测器号”、“联盟号”和“宇宙号”飞船。美国和前苏联在登月竞争中激烈争斗，美国最终取得成功，它的阿波罗载人飞船成功登上月球，使前苏联只能望月兴叹了。
登月计划
前苏联在航天领域的屡次成功，大大刺激了美国人，当时的美国总统约翰·肯尼迪（1917—1963年）惊呼：“我们落后了！”美国人决心在登月竞争中压倒对手，争得第一。
阿波罗登月计划始于1960年。一次会议上，制造了著名V-2火箭的美籍德国人冯·布劳恩提议不能跟在前苏联人后面，要抢在他们之前把人送上月球。这一建议得到大家一致赞同，决定立即制定一项庞大的登月探测计划。1961年5月25日肯尼迪总统批准了国家航空航天局的登月计划，正式宣布要在20世纪60年代末把美国宇航员送上月球并安全返回，明确告诉美国人民完成此计划将会是很困难或很昂贵的，这就是后来著名的阿波罗载人登月计划。
在古希腊神话中，太阳神名叫阿波罗，他和月亮神是一对双胞胎，美国宇航局以双胞胎会面为寓意，命名登月计划为阿波罗计划。
阿波罗登月计划是一项大型的月球探测计划，它的目标是把人送上月球，进行勘测和考察。这一计划从方案选择、论证，到最后一次登月，共历时12年，耗资250亿美元，大约有2万多家公司、200多所大学和科研机构，共计40多万人参加。最后一次“阿波罗17”号飞行于1972年12月结束，先后有12人登上月球，带回386千克月岩以及大量资料。
阿波罗计划的实施，体现了美国在科学组织、各部门协调合作方面的能力，因为没有哪一个部门和公司能单独完成它。这个计划需要新发展的大系统有：（1）土星系列运载火箭；（2）运载火箭发射场系统；（3）阿波罗登月飞船系统；（4）飞船登月测控系统；（5）登月宇航员选拔、培训和医监医保系统。这些系统工程要求各分工部门的研究人员、设计人员和生产人员要协调一致，密切配合，不容有丝毫纰漏。美国人民和政府在这次计划的实施中也从没有动摇过，决心把前苏联人摔倒在月球上。
登月计划采用的是月球轨道会合方案，即把宇宙飞船送入月球轨道，在月球轨道上再从飞船上派出登月舱在月球软着陆，一部分宇航员留在绕轨道上待命的载人舱内，当登月宇航员返回时，登月舱再与载人舱交会对接，返回地球。采用这一方案，有许多技术问题必须解决，比如登月舱在何处着陆？月面能否承受登月舱及宇航员的重量而不使其没入尘埃？宇航员在轨道上如何生活、工作两周及航天器在轨道上如何交会对接等等。为此，美国进行了充分的登月前准备，先后发射了9个徘徊者探测器、7个勘探者探测器、5个月球轨道器。它们不仅为研究月球提供了宝贵资料，更重要的是为阿波罗登月计划打下了基础，进行了前期探路。
为了完成阿波罗登月计划，美国还实施了25次水星飞船飞行计划和12次双子星座飞船飞行计划。双子星座载人飞船是一种可载2名宇航员的飞船，以解决两星期载人在轨技术、交会对接技术、宇航员出舱活动技术和一些其他技术问题。后来，所有的阿波罗飞船的指挥长都参加过双子星座飞船的飞行。
阿波罗计划的关键还有大推力火箭研制。执行登月任务的是“土星-5”火箭，载有飞船时高达110．1米，起飞重量达2950吨，是一枚3级液体火箭，发射时飞船和救生系统装载在火箭顶部。
阿波罗飞船重45吨，主要由载人舱（又称指令舱）、服务舱和登月舱组成。指令舱是飞船的主体，是控制中心，宇航员生活和工作的地方，也是飞船唯一返回地面的部分。指令舱下面连接的是服务舱，它的下端装有火箭发动机推进系统，它是整个飞船的主要动力，承担飞船进入月球轨道绕月飞行时变轨以及返回时脱离月球轨道等任务。另外，还装有燃料、电源装置和饮用水。指令舱和服务舱合称母船。登月舱装在服务舱下、第三级火箭顶部的金属罩内，分上升段和下降段两部分，用来将2名宇航员降落到月面和送回等候在月球轨道上的母船。飞离月球时，下降段充当起飞的发射台，并留在了月球上。
当飞船进入奔月轨道后，母船与登月舱分离，旋转180°，指令舱锥顶与登月舱对接，对接后将登月舱从金属罩内拉出来，并和第三级火箭分离。然后阿波罗飞船重新调整好方向，登月舱在前飞向月球。当宇航员返回母船后，登月舱再次与母船分离，被抛弃在月球轨道上，只剩下母船继续飞行。当服务舱完成返回制动任务后，也与指令舱分离，最后只剩载有宇航员的指令舱返回地球。
阿波罗飞船的顶部有一个紧急脱险装置（也称救生塔），一旦发射失败，它会使飞船与运载火箭脱离，如果发射顺利，飞船上升后就把它抛弃。
在正式登月前，美国共发射了10艘阿波罗飞船做试验，其中“阿波罗”7-10号是载人飞行，“阿波罗8”号进行了10次绕月球轨道飞行，这促使前苏联人抱有的在登月方面战胜美国的希望完全破灭，退出了这场竞争；“阿波罗10号”模拟了除登月外的整个飞行过程。至此，登月时机已成熟！
阿波罗飞临月球
1969年7月16日，100多万来自各地的观众、记者、外国大使、武官及美国总统聚集在卡纳维拉尔角的肯尼迪航天中心发射场，等待“阿波罗11号”飞船的发射，电视台也对首次登月进行实况转播，使全世界的人能观看和听到登月现场转播。美国东部时间9时32分，“土星-5”火箭点火起飞，不一会儿就消失在天空中。
“阿波罗11”号飞船中乘坐着3名同为39岁的宇航员：尼尔·阿姆斯特朗、艾德温·奥尔德林和迈克尔·柯林斯。阿姆斯特朗是飞船指挥长，柯林斯为指令舱驾驶员，奥尔德林为登月舱驾驶员。经过4天的飞行，“阿波罗11”号飞船从月背西边进入月球轨道。这时发动机减速，绕月飞行第13周时，登月舱与指令舱脱离，柯林斯驾驶指令舱继续绕月飞行，阿姆斯特朗和奥尔德林乘登月舱向月球降落。当距离月球表面只有1英里（1．6千米）时，发现预定着陆点竞布满了巨石，飞船向巨石前方飞去，又是一个大火山口，最后飞船越过火山口，在一块平坦地方安全着陆，这里称为月球静海地区。阿姆斯特朗身背救生背包，通常称作轻便生命保障设备，第一个走下扶梯，9阶扶梯他足足走了3分钟，最后迈出左脚踩在月面上，这时是美国东部时间7月20日晚22时56分，这是世界瞩目的、具有划时代意义的第一步，阿姆斯特朗成为世界上第一位登上月球的人，此时他讲了一句非常著名的话：“对于一个人来说，这只是一小步，但对于整个人类来说，这却是巨大的一步。”
阿姆斯特朗开始在月球上行走，尽管大背包加登月服总重量约有150千克，但由于月球引力只有地球的1/6，所以这些东西的重量就变为25千克，走路不太吃力。大约18分钟后，奥尔德林也下到月面上。不久俩人就习惯了在月球上行走，而且发现了一种较好的前进方式——像袋鼠那样跳跃。
阿姆斯特朗和奥尔德林在月球上逗留了2个多小时，期间他们拍摄了地貌照片，安放了月震仪、激光反射器和捕获太阳风粒子的铝箔，收集了各种岩石和土壤标本。最后他们还在月球表面插上了一面美国国旗和一块金属牌，上面压铸有地球平面图及两人共同署名的一段文字，说明人类首次登上月球。
完成预定任务后，他们乘登月舱起飞，与母船对接返回指令舱，和分别了一天半的柯林斯重逢。最后载有3名宇航员的指令舱7月24日平安降落在太平洋上，由救护舰打捞上来。这次飞行实现了人类登上另一个星球的梦想，标志着美国航天技术的极大成功。
“阿波罗11号”飞船登月成功后，美国又分别发射了“阿波罗”12-17号在不同地区登月，其中13号登月失败。为扩大月面考察范围，提高效率，从“阿波罗15号”起，均携带了可在月面上行走自如的月球车。“阿波罗17号”的两名宇航员在月面上活动时间最长，为22小时5分。6次登月带回近400千克月岩和土壤标本，每次都在月球上放置一些仪器，并在月球轨道上发射了月球卫星。至此，美国结束了阿波罗登月计划。
阿波罗登月计划在技术上和科学上的成就是巨大的。技术上解决了人类登月和在月面上的生活等一系列难题，代表了载人飞船发展的最高水平；在科学上使人类更多地了解了月球。美国为这个计划也付出了巨大的代价，除了运载火箭、飞船的研制外，还重新研制了宇航服（每件约价值10万美元），训练宇航员，保证宇航员在太空中至少8天的停留时间。因此，在人们为第一位登上月球的宇航员欢呼时，殊不知在他的背后有多少人在默默工作着，有多少人经历了艰难险阻，经历了多少失败与挫折，为这个计划甚至还牺牲了3名优秀的宇航员。
在1999年登月成功30周年纪念日，阿姆斯特朗、奥尔德林、柯林斯被授予兰利兰利为美国航天事业的先驱者。奖章，以表彰他们为人类航天事业做出的贡献，并且建造了一块阿波罗登月计划纪念碑。
阿波罗登月成功是美国和前苏联在航天领域中竞争的结果，也是技术发展、智慧和勇敢精神的结晶，标志着载人航天技术的发展进入了一个新时代。
载人空间站与太空生活
空间站的特征
与其他航天器（如人造卫星、宇宙飞船、航天飞机等等）相比，空间站是一种更大型的、能在天上较长时间运行的航天器，是太空中的科学研究基地，人们轮流在那里进行科学研究，试制新产品，它具有三方面的新特点及优越性：
首先，载人空间站只是在轨道上接纳和送出宇航员。以往的载人航天器都是宇航员于发射之前在地面上进入航天器内，并与航天器一起发射及返回地面。为了保证宇航员的安全，对这类航天器的最基本要求是必须具备高度的可靠性，同时还要增设应急救生系统和故障检测系统，这就使得整个航天器设计、制造难度加大，造价提高。而空间站在发射时不载人，由专门的载人运输器运送宇航员，空间站发射后在轨道上接纳宇航员，因此它也就不需要从轨道上返回地面，从而大大简化设计，降低了研制成本。
第二，空间站具有自主补给、维修和更换设备的能力，具有长寿命。空间站在整个运行过程中，有时载人，有时又不载人，所以宇航员可以离站暂回地面，这既不影响考察工作继续进行，又免去站上的许多消费。其他航天器要想长时间飞行，必须增大航天器载容量，尽量多装燃料、宇航员所需消耗品等，又必须提高舱上各系统、仪器设备等的可靠性及使用寿命。尽管这样，如果不能及时补给物资，有故障的零部件不能及时维修、更换，还是做不到长寿命。而空间站能在轨道上得到补给，空间站上人员又能更换、检修设备，还可以将在站上加工、制造的产品和试验品运回地面。
第三，空间站能改变和扩大其功能。一般航天器的有效载荷的种类、数量和它们在航天器上的位置、接口等，在发射前就已经定好了，不能在空间轨道上更改，这样航天器功能和用途就比较单一，这也是为什么有种类繁多的卫星发射的原因之一。然而，空间站因其本身具有较大载荷，这就为事先安装或在轨道上由宇航员安装大尺寸或多种实验仪器设备提供了必要条件，扩大了科学研究范围和规模。另外，空间站核心舱上设计有多个交会对接接口，可以根据研究需要在轨道上与后来发射的各种专用舱对接组成一个更大型的空间站，扩大其功能，也使宇航员有更大的活动空间。
空间站可以多次分离和再组装，功能多，灵活性强，有很好的综合应用性、经济性和高效性。
三代空间站
（1）第一代空间站
第一代空间站只有一个对接口，只能接纳载人飞船运来的宇航员和少量物资，寿命较短。
当美国宇航员在月球上捷足先登后，前苏联就放弃了他们的载人登月计划，转而重点发展空间站，使他们在载人航天领域一直领先于美国。从1971年4月至1976年6月，共发射了5个“礼炮”号载人空间站，它由工作舱、对接舱和服务舱三大部分组成，寿命最长的约两年，宇航员在空间站停留时间最长的为63天。
1971年4月前苏联成功发射了世界上第一个空间站——“礼炮1号”，4天后，载有3名宇航员的“联盟10号”飞船进入太空与“礼炮1号”空间站成功会合对接，但宇航员没能进入空间站而返回地面。一个半月之后，“联盟11号”飞船与空间站对接，3名宇航员进入空间站，完成了空间站在轨道上接纳人员和物资的任务，这3名宇航员由此成为世界上第一批空间站上的乘员，不幸的是23天后当他们乘原飞船返回时，因载人舱突然漏气减压而全部遇难。