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验，不断地发现问题、修改方案、再实验，直到把问题隐患全部排除。从1960年到1969年，前后约10年时间，美国在各种实验中严密地验证了从发动机到运载火箭、从分系统到整个飞船的各方面问题。
为了支持登月计划，了解月球表面的情况，NASA还执行了三项辅助计划：徘徊者号探测器计划，勘测者探测器计划，月球轨道器计划。
通过一系列的试验，NASA在阿波罗10号飞行试验结束后，宣布阿波罗11号将执行载人登月任务。1969年7月16日，巨大的土星5号火箭载着阿波罗11号离开月球飞船在肯尼迪航天中心39A发射台点火发射，参加这次登月任务的航天员是：内尔·阿姆斯特朗、布兹·奥尔德林、迈克尔·科林斯。1969年7月20日，美国东部时间下午10点56分？？？，阿姆斯特朗踏上月球，首次实现了人类登月的梦想。
此后，NASA又进行了6次载人登月飞行，除了阿波罗13号因为在赴月途中，服务舱氧气箱发生爆炸，被迫返回地球外，其它飞行均获得圆满的成功。但13号的飞行也显示了阿波罗计划极强的应变能力，发生紧急情况时，地面指挥人员经过周密的研究，指示停止登月，最后航天员靠登月舱的动力、水、空气及食物绕过月球返回，安全回到地球。
阿波罗计划从1961年5月肯尼迪总统宣布开始到1972年12月结束，历时约年，工程共耗资255亿美元，大约有40万人和2万多家企业、研究机构参加，迄今为止还没有哪个计划能在规模和资金上超过该计划。它的成功和取得的成就，在政治、科学和技术上都产生了深远的影响。阿波罗计划所取得的很多技术成果，不仅为后来的航天计划奠定了基础，而且还被广泛地应用于国民经济领域。航天史上，这“巨人的一跃”，带我们进入了一个崭新的时代。
登月计划：苏联的登月计划
在登月计划中苏联似乎没有采取什么动作，西方对此一直有种种猜测。事实上，苏联曾经制定过登月计划，但由于技术上的原因进展缓慢，加上政治上的考虑，该计划被中途放弃了。
苏联的载人登月计划直到20多年后才被外界证实。1989年底，美国麻省理工学院和加州理工几位教授访问苏联，在莫斯科航空学院亲眼见到了当年登月计划的一些设施。1990年5月，当年登月计划的主设计师米申应邀来华，也证实了60～70年代登月计划的存在。 。。
1960年，科罗廖夫设计局开始研制超级运载火箭H…1，西方称之为N…1，该火箭的初衷是向火星发射无人重型探测器。由于受美国制定阿波罗计划的影响，苏联政府决定抢在美国前面将航天员送上月球。于是1962～1964年，科罗廖夫设计局按登月计划对H…1火箭进行了多次改装。
1964年8月3日，苏联通过《关于月球和宇宙空间考察工作的决定》，规定了登月计划的具体任务和期限。要在1968年前实现载人月球登陆考察，计划的全称是“H1…Л3”。计划中“Л”是俄文单词“月球”的第一个字母，西方也将该计划称为N1…L3。
H1…Л3计划使用的H…1运载火箭采用了多级并联方案，这是由于苏联一直没有解决单燃烧室大推力发动机发面的问题。火箭主体是常规推进剂——液氧和煤油的三级火箭，总长约100米，最下面长长的锥体是火箭的第一级，底部最大直径米，由24枚到36枚火箭发动机并联而成。发动机分内外两圈布置，4个游动发动机控制火箭的姿态变化。第一级最大推力可达4500～6350吨，比土星5号3450吨的推力大了很多。第二级装有8台发动机，总推力约1432吨，第三级装有4台发动机，总推力约320吨。
第三级的上面是一个助推火箭和一个助推制动火箭，这两个火箭保障飞船飞往月球并使之进入月球轨道。飞船在火箭的上部，由登月舱和月球轨道舱组成。月球轨道舱是由联盟飞船改装而成，带有一个大功率的发动机，可以乘坐2名航天员。助推火箭上面的四部分构成了Л3系统。
发射前几小时，两名航天员进入月球轨道舱，进行最后的检测后，火箭点燃。火箭的前三级将上部的Л3系统送入地球的近地轨道。然后Л3系统内的助推火箭启动，开始地球轨道到月球轨道的转移。接近月球时，助推制动火箭开始工作使飞船减速进入月球轨道。不久，一名航天员从月球轨道舱经过舱外转移到登月舱，登月舱与月球轨道舱分离并向月球降落。与阿波罗号一样Л3系统的登月舱也由4条腿的缓冲支架支撑，实现平稳着陆。月球表面的任务完成后，登月舱靠自身发动机离开月球，同样也将4条腿的支撑结构留在月球上。登月进入轨道后，与月球轨道舱会合对接，航天员回到轨道舱。此后两舱分离。两名航天员一起返回地球。
H…1火箭试验记录
试验时间 结果
1969年2月21日飞行2分钟后发生爆炸
1969年7月31日点火后在发射台上爆炸
1971年6月21日点火后在发射台上爆炸
1972年11月23日起飞不到2分钟发生爆炸
注：后来调查四次爆炸的故障可能均出自第一级，证明多级并联的技术在实际应用中很不可靠。
出于政治的需要，H…1火箭的整个研制过程在很短的时间内就完成了，加之多个发动机并联，降低了系统的可靠性，因此H…1火箭的发射试验一败涂地。1969年初到1972年底的4次试验火箭均发生了爆炸。而此时美国人早已登上了月球，这就使得苏联的登月计划面临政治上的压力。1972年苏联政府要求暂停登月计划，但仍有部分登月计划在继续实施。阿波罗计划宣布结束后，苏联政府彻底失去了对登月计划的兴趣，登月计划得不到任何拨款。而且苏联开始重点发展载人空间站，因此，登月计划最终没能在苏联实现。
联盟系列
登月计划中苏联投入了巨大的财力、物力和人力，但是由于运载火箭等关键技术无法解决，最终落在了美国人的后面。于是苏联明智的调转方向，开始大力发展空间站。在登月计划和轨道空间站的发展中，苏联人研制了足以令其自豪的联盟（Soyuz）飞船系列。
联盟复合体
东方号计划后，1962～1964年间，苏联的航天部门对未来计划进行了大量研究和规划，初步形成了两项计划，东方…ZH飞船和联盟复合体。对于为什么发展联盟复合体，苏联一直没有透漏其具体任务，西方的研究者根据其发动机推力所达到的数值，曾推测是执行载人绕月使命，为载人登月做准备。
科罗廖夫设计局的技术人员提出联盟复合体时，为了解决运载火箭动力不足的问题，同时进行轨道交会和对接的试验和训练，联盟复合采用了多段结构，各段分别发射，在轨道加油的方法。
设计人员设想联盟复合体由三部分组成：联盟…A、联盟…B、联盟…V。首先由联盟运载火箭将联盟…B送入地球轨道，该舱段实际上是一个不载人的火箭舱。接着再由火箭将只携带推进剂的联盟…V送入地球轨道，这两段在轨道上自动会合对接，由V段供给B段的燃料。
联盟…A是一个载人飞船，最后发射入太空，在轨道上与V段对接后，航天员可以启动B段的火箭发动机开始太空机动。联盟…A的上部是圆桶形的轨道舱。圆桶的一端装有与联盟…V的对接装置，另一端连接着钟形返回舱，返回舱的下部通过过渡段与设备舱相连。
20世纪60年代中期，整个苏联的航天计划都是服从于政治需要的，为了与美国较量，复合体计划被一再拖延，再加上后来苏联的登月方案发生了根本性变化：取消轨道加油方案，代之以研制大运载能力的运载火箭。所以联盟复合体计划只处于设计论证阶段就中止了，并没有具体实施。但它并不是毫无成果的，苏联的工程师们后来在联盟…A的基础上发展出了新型号的载人飞船——联盟系列飞船。
联盟飞船
从20世纪60年代开始，苏联的技术人员一直在对联盟飞船进行不断的改进，到现在联盟飞船已经发展成载人飞船中最大的一个家族。所有的联盟飞船基本保留了联盟…A所使用的布局，由三个舱体——轨道舱（Orbital Module）、返回舱（Reentry Capsule）、设备舱（Service Module）构成。
科罗廖夫在联盟飞船最初的方案中就曾指出要把飞船造得“更加紧凑”，因为这与运载火箭离地的推力以及返回舱的质量大小有直接关系，同时飞船越小，可以承受的力就越大，安全性更好。因此联盟飞船无论重量还是大小，都要比美国的阿波罗号飞船小得多，不需要使用土星5号这种大推力的火箭。到目前为止，联盟飞船的发射都是由联盟运载火箭完成的。
一些人认为科罗廖夫发展的联盟飞船，把苏联人引入了歧途，但事实说明科罗廖夫的考虑是正确的，充分显示了他的坚韧和创造性。
飞船发射前的几个小时，2名或3名航天员从轨道舱侧面的圆形密封舱门进入飞船，轨道舱的外壳是两个半球，中间嵌以圆柱形的“腰带”。航天员进入轨道舱后再经过下面的另一扇密封舱门进入返回舱，躺在座椅上的等待发射，座椅上的靠垫是根据每个航天员的具体体形制作的，这样可以有效的减小了航天员在发射和返回时所受到的过载影响。
大量试验的证明，人对“胸…背”方向的过载具有更大的承受能力，联盟座椅安装时椅背与返回舱的底部只有很小的角度，所以航天员是“躺”在座椅上的。
火箭点火后，在火箭的上升阶段，如果出现紧急情况，将飞船送入轨道后，航天员观察面前的仪表板监控飞船的工作状态，通过座舱两侧的圆形舷窗，航天员能够观察到协同飞行的航天器和进行天体观察，以及飞船的定位，操纵飞船执行飞行任务。
飞船后部设备舱内的发动机使得飞船可以在太空中进行各种机动。设备舱底部中央是主发动机的喷口，该发动机可以多次启动，根据任务需要在适当的时刻点燃，进行飞船的变轨机动。技术人员为了保证飞船的安全性，在飞船内安装了备份的双燃烧室发动机，喷口分别位于主发动机的两侧。设备舱的四周还布置数台小发动机，用来调整飞船的姿态和微小的移动。
提供较大的推力，主要使飞船进行变轨机动的发动机，称为变轨发动机。控制飞船姿态的发动机称为姿态控制发动机，一般推力较小。
除了发动机，设备舱内还安装飞船的电子设备、环境控制、通讯等大部分仪器设备。由于这些仪器设备的对工作条件都有一定要求，不能直接暴露在太空中，所以安装在设备舱前部密封舱内；而变轨发动机及推进剂贮箱则安装在后部的非密封段。在设备舱的外面还有一圈圈的“螺纹”，是用来散热的，称为辐射散热器。
在大多数联盟飞船上，苏联的技术人员采用了太阳能产生电力的技术，即在设备舱两侧安装太阳电池翼。发射过程中，太阳翼折叠贴靠着飞船的舱体，进入轨道后电池翼即展开，航天员操纵飞船自转，使太阳翼的帆板面向太阳，吸收太阳能。之后飞船绕太阳…飞船的轴线旋转，由于几乎没有阻力影响，飞船会在相当长的时间内保持旋转，这样太阳翼就一直受到太阳的照射。在航天工程中，这种使联盟飞船相对太阳保持适当姿态的方式称为“翘向太阳（solar warping）”。
太空中航天员的生活以及各种科学实验是在轨道舱中完成的，轨道舱与返回舱合在一起构成了联盟飞船的居住空间。轨道舱内除贮存有实物和饮用水装置、床和睡袋、废物收集器等太空生活必需品，还设有科学实验设备，至于具体的设备航天技术人员在飞行前，根据此次飞行的具体任务来安装在轨道舱上。例如联盟6号在轨道舱外安装了焊接试验设备，成功进行了太空中第一次的焊接试验。联盟22号在轨道舱上安装了德国的多光谱照相机研究地球的地质构造。
轨道舱前端设有对接机构，供飞船与其它飞船或空间站对接用。早期的联盟飞船完成对接后，对接机构无法移开，乘员不能直接从飞船内通过。1969年1月6日，联盟4号与联盟5号的对接中，联盟5号的两名航天员只能从轨道舱侧面的舱门爬出舱外，从外面进入联盟4号。到联盟10号，苏联的技术人员改进了对接机构，飞船在轨道上对接后，航天员可以移开对接机构，直接进入对方的飞船。
航天员在完成太空任务后，由主发动提供推力，使飞船开始脱离轨道，返回地球。再入大气层前，大约140 000千米高度，轨道舱和设备舱分别与返回舱分离，并在再入过程中焚毁，而返回舱携带航天员返回地球。联盟飞船的返回舱采用了钟形结构，由上、下两个圆球切块，中间一个圆锥面平滑过渡构成。再入时底部的大圆球切面冲前。由于底部受大气分子的冲击最厉害，温度最高，所以采用了可分离的烧蚀复合材料。
之所以抛弃了东方号与上升号的球形布局，主要是考虑到球形舱体在大气层中下落时，气流不会对其产生升力，返回舱一旦脱离原来的轨道，就沿着一定的轨道返回，着陆位置也就确定，没有调整的余地。如果返回舱脱离地球轨道开始返回的时机不当，着陆地点就会发生很大偏差，没有办法调整。而联盟飞船的钟形返回舱在穿过大气层时，不仅受到大气阻力的影响，而且会产生一定的升力。
返回舱下降到大约83 000千米的高度时，通过分布在返回舱外壁的6台小发动机调整飞船穿过大气层时的姿态，会使升力大小有所变化，从而在一定的范围内控制了返回舱的运动轨迹，调整着落点，可以控制着陆点偏差在30 000千米以内。返回舱下降到10 000千米左右的高度时减速伞舱盖弹出，拉出引导伞，再拉出减速伞。8 500千米左右时，拉出主降落伞。离地面还有1米时，返回舱底部的缓冲发动机启动，进一步减小落地速度。为了减小返回舱落地时对航天员的冲击，航天员的座椅下专门安装了减震装置，飞船着陆前，减震器升起，缓和了着陆时对航天员冲击力。
联盟系列
1963年12月苏联政府正式批准科罗廖夫开始联盟飞船的研制，从最初研制到现在已经有40年的历史了，由于采用了“模块化”的设计思想，设备舱中推进剂载量及轨道舱中的设备可以根据任务改变，因此联盟飞船具有很强的适应性，可以执行各种任务。既能自主长期飞行，为载人航天站接送航天员，在对接后又可作为空间站的一个舱体进行联合飞行。到目前为止，苏联/俄罗斯已经制造各种型号的联盟飞船超过230多艘，形成了一个庞大的家族，包括有几十种型号。其中的联盟，联盟T，联盟TM号飞船是最成功的飞船系列。
从1967年4月联盟1号飞船的上天到1981年5月的14年中，联盟号共进行了40次载人飞行，主要的目的是为苏联发展轨道空间站进行服务。实现这40次载人飞行的联盟号飞船具体包括了6种改型——7K…OK、7KT…OK、7K…T、7K…T/A9、ASTP和7K…MF6。
联盟T系列之前执行载人飞行任务的联盟飞船名称按顺序编号，不区分飞船类型。如联盟7K…OK的第一次载人飞行为联盟1号（Soyuz 1），7KT…T第一次载人飞行的飞船名称为联盟12号（Soyuz 12）。但联盟20号例外，为不载人飞行。
7K…OK是联盟飞船的最初型号，共发射了9次，主要目的是为建立轨道站复合体做技术准备。联盟1号的飞行是很糟糕的，进入太空后飞船左侧的太阳翼没有展开，造成电力不足，接着在整个飞行中又接二连三的出现其它故障，返回时又因减速伞未能打开，出现了机毁人亡的惨剧。1969年1月14日和15日联盟4号、5号分别发射，在轨道中实现联盟号的第一次对接，对接后两艘飞船工作间的总容积达到18立方米，建立了世界上第一个轨道空间站的雏形。1969年10月联盟6、7、8号的编队飞行进行了大量复杂的机动，并验证了在太空焊接材料的可行性。 。。
7KT…OK是7K…OK的改进型，除了减轻对接机构的重量，还在对接机构上实现了航天员可以直接进入另一飞船的通道。但不幸的是该型号飞船只进行了两次载人飞行。1971年6月29日，联盟11号在结束飞行返回时，座舱突然漏气，由于航天员没有穿航天服，造成3名航天员缺氧窒息而死。
此后，苏联的载人航天活动中断两年多，设计人员对联盟飞船进行了一系列的改进。直到1973年9月27日，联盟12号即7K…T型太空飞行成功，苏联才恢复载人航天活动。7K…T在安全性方面作了重大改进，拆除返回舱内3人座椅中的一个，并在取消的座椅位置上增加生命保障系统。另外，用化学电池代替原来的太阳能电池，防止再次出现联盟1号太阳翼不能展开的故障。改进后7K…T共进行了19次载人飞行，直到1981年联盟T系列投入正式使用才被代替。在7K…T的基础上，为了配合苏联军用空间站“钻石（Almaz）”计划的研究，还发展了7K…T/A9型飞船。
ASTP主要是为实现阿波罗…联盟对接而改进的，共飞行了两次。ASTP共制造3艘，第3艘后来经过改装，在对接机构的位置安装了德国的多光谱照相机MF6，环绕地球飞行8天，拍摄了大量地球照片，该艘飞船称为7K…MF6。
联盟T系列是联盟号的改进型。虽然飞船外形、容量和质量与联盟号大体相同，但技术上做了许多改进，主要的改进包括：恢复了两个太阳电池板；主推进系统重新设计，推进剂贮箱有了更大的载量，使用与礼炮…6空间站上的发动机同样的推进剂；飞船的姿态控制喷管重新配置；采用了更轻、更结实的舱体材料。这些改进使联盟T具有更长时间的飞行和更好的机动能力。此外，飞船的生命保障系统、飞行控制系统和返回着陆系统进行了更为可靠和更为自动化的设计，当飞船出现故障时，内部的计算机会对故障作出迅速的判断，并采取相应的应急措施。所有这些措施都保证了航天员的安全，而且经过长期的飞行试验及改进，设计人员又恢复了飞船的3人制的座舱。1979年12月26日联盟T首次进行不载人飞行试验。从1980年～1986年共完成了14次载人飞行。
联盟TM系列是为适应和平号空间站长期飞行而改进发展的第三代载人飞船。设计人员采用了称为“航向”的新对接机构，替代以前联盟号飞船的“针状”对接机构。这种装置允许飞船在任何姿态下与空间站进行对接，�