1961年5月25日美國總統甘迺迪向國會建議，美國在十年內也就是1970年之前實現登月的目標。國會在幾乎沒有經過討論的情況下就批准了甘迺迪的提議。這是因為20世紀50年代蘇聯在美蘇冷戰的太空競賽中已經處於了領先地位。
1957年蘇聯發射了世界第一顆人造衛星斯普尼克一號（Sputnik-1)。1959年蘇聯發射了世界第一個月球探測器月球一號。
隨後蘇聯又發射了世界第一艘宇宙飛船東方號。
1961年，蘇聯的加加林（Gagarin）成為了世界第一個進入太空的人。實現了人類對太空探索零的突破。
這嚴重刺激到了作為世界第一強國的美國。這迫使美國必須要加大對太空領域的投入。
所以甘迺迪在一個月後宣布，美國要完成一項當時看來是不可能的任務，讓人類登陸月球，從而在這個領域實現跨越式的進步徹底擊敗蘇聯。而當時的美國雖然是世界頭號強國。但是登月的難度不亞於60年代一窮二白的中國試製原子彈。這時的美國連續發射了幾次登月探測器均告失敗。而美國第一次載人太空飛行的航天員艾倫·謝潑德（Alan Shepard）在太空中僅停留了15分鐘。當時的美國沒有可以運送登月太空飛行器的火箭，登月艙沒有研發。甚至連登月的相關裝備都沒有。
所以當甘迺迪提出美國要在10年之內登月的時候最震驚的當屬NASA的航天工程師和科學家了。
沒有人知道如何才能把人安全送到月球再回來，沒有人知道月球表面是什麼樣，沒有人知道太空人到了月球能待多久。然而總統放話，就必須說到做到。而美國舉全國之力打造的國家級項目，一個是1942年-1945年的曼哈頓計劃。也就是世界上第一顆原子彈計劃。另一個就是這個1961年-1972年的登月計劃，也就是阿波羅計劃（Project Apollo）美國幾乎把全年科研經費的5分之1都撥給了阿波羅計劃。整個阿波羅計劃花費255億美元。按照黃金比值來算，相當於現在的2000億美元。前後共有2萬家企業30萬人參與阿波羅計劃。這是當時人類最宏偉的項目。
登月的第一步就是制定方案。NASA考慮了三個登月方案，並且使用了整整一年的時間來討論。所以在真正的方案被討論出來之前，飛船的研發都無法真正開始。
1. 直接起飛方案（Direct ascent）
就是從地球發射一艘攜帶登月飛船的巨大火箭直接降落在月球表面。這個方案聽起來簡單，但執行起來難度非常大。從地球到月球，再從月球返回地球。就算到現在也找不到如此推力的火箭。而且整個過程充滿風險，稍有不慎，太空人的往返票就會變成單程票。所以這個方案在一開始就被否決了。
2. 地球軌道集合方案（Earth Orbit Rendezvous）即利用現有的火箭將登月飛船的不同部分發射到地球軌道。然後進行對接組合，然後進行對接組合，再降落到月球。但當時沒有任何太空組裝飛船的經驗，測試的時間也不夠，該計劃也被放棄。
3. 月球軌道集合方案（Lunar Orbit Rendezvous）這個是用火箭將一個攜帶子飛船的主飛船發射到月球軌道然後由子飛船登陸月球的方案。這樣將地球軌道集合方案中的飛船一分為二。子飛船自帶登陸月球推力，母飛船自帶返回地球的推力。這樣就減少了各個分段火箭的推力。故最後採用了這種方案。從上面這幾個方案可以看出來，限制登月的一大要素就是火箭。登月需要一種推力巨大的火箭。所以火箭的研發就要放在首位。
在二戰德國戰敗後，美國把當時開發德國V2飛彈的總設計師馮布勞恩作為一號人才帶回了美國。
他先是研製彈道飛彈。後來成為新成立的NASA的太空飛行總指揮。負責美國整個空間開發計劃。
美國在1961年提出登月計劃後就詢問了馮布勞恩，十年之內美國是否能把人類送上月球。馮布勞恩當時斬釘截鐵地說，能！於是在馮布勞恩的主持下，美國開始實施「土星重型火箭計劃」。美國歷史上最強大的土星火箭就此展開。從土星1號，到土星1號B，再到最強大的土星5號。美國終於研發出了可以勝任登月任務的火箭。這個時候已經是1967年，距離10年的期限只剩下了3年。但登月計劃中最困難的火箭部分已經完成。在土星5號的設計過程中，馮布勞恩拋棄了設計V2飛彈的單引擎思路，採用了多級引擎。將土星5號的有效載荷配置到了最優，總推力3400噸。直到現在土星5號也是世界第二強推力的火箭。能將45噸重的物品發射到月球軌道，這個重量是完全可以勝任登月任務的。並且土星5號在1967年-1973年中進行的13次發射任務，全部成功。
火箭的問題解決了，那剩下的就是登月飛船了。登月飛船被命名為阿波羅飛船。但是這個飛船在一開始研發就遇到了失敗。
在1967年進行阿波羅1號飛船的例行測試中，還在發射臺上的飛船突然發生大火，三名太空人在15秒內被燒死。當時的火箭還沒有注入推進劑，所以火箭本身不會著火，沒有人想到飛船會著火。事後調查發現，是飛船指揮倉裡的一根電線短路，而艙內的百分百純氧導致火勢加劇。當時的指揮大廳所有人都目擊到了這可怕的一幕。太空人在發生大火後開始嘗試打開艙門，而飛船的艙門設計只能從內部打開。需要先打開14個門栓才能打開艙門。整個過程需要耗時90秒。當時的太空人已經打開了超過12個門栓。但事實上，即使他們打開所有門栓也無法打開艙門。因為艙內大火產生的高溫氣壓已升高至根本不可能打開艙門的程度。這場火災導致了人們開始質疑登月的必要性。NASA重新評估了阿波羅登月艙內所使用的材料，並將艙內的百分百純氧環境換成氧/氮混合環境。如果當時不是純氧環境，太空人存活的機率會高一些。
實際上，1961年蘇聯的一位太空人就在純氧的環境中被飛船中的大火活活燒死。
但基於當時美蘇對抗的模式，蘇聯並未向世界披露這一消息，導致美國的不知情。可以說，這些太空人的犧牲換來的是後續太空人的安全。
阿波羅系列一共研發了17艘飛船
1-3號是測試飛船
4-6號為無人飛船
7-10號為環月飛船
11-17號為登月飛船
還有傳說中的三次秘密登月飛船阿波羅18，19，20號。其中20號就是傳說發現月球三眼女屍的飛船。當然這個未經證實。
在這其中，阿波羅11號執行了第一次登月計劃。當時NASA對於第一次載人登月的阿波羅11號的目標很簡單，「安全送達，活著回來」。
阿波羅11號首先由土星5號火箭發射到月球軌道，然後飛船和火箭分離。登月飛船由Lunar Module登月艙、Command Module指揮艙和Service Module服務艙三個部分組成。
而其中的登月艙就是子母飛船在降落到月球表面的時候，底部的母飛船就留在了月面上。而上面的子飛船升空和指揮艙及服務艙對接返回地球。而登月艙的外表包裹了一層金色鋁箔紙一樣的東西。這是一種叫做mylar的聚酯薄膜，可以起到隔熱防寒的作用。
底部的母飛船的舷梯上裝有那面由硬質尼龍布製成的國旗。這樣能保證在沒有空氣流動的月球上還能看起來是飄動的樣子。而在登月艙的另一側裝載了一個月球雷射反射鏡（Lunar Laser Ranging Retroreflector）。作用是可以反射地球上發射到這面鏡子上的雷射。這樣可以精確地測算月球到地球的距離。也是通過這個裝置，科學家發現了月球正在以每年3.8釐米的速度遠離地球。這個發射鏡被永久地放置到了月球上。坐標是北緯0°40』26.69」，東經23°28』22.69。任何人都可以使用雷射發射器對準這個位置，然後接受到這個鏡子的反射光束。這也是最有利的登月證據基本駁斥了登月陰謀論說，登月是在攝影棚裡拍攝出來的說法
由於登月的很多想法都太過超前當時的製造業完全跟不上。所以那個時候很多東西都是靠著最笨的方法也就是手工打造出來。比如登月的太空衣由21層材料製成。至於為什麼需要這麼多層，是因為NASA預計月球表面的環境不可預知，需要儘可能地保護太空人。
實際上，月球表面確實有一種危險的東西，就是月塵（Moon dust)。月塵是月球上一種非常微小的灰塵顆粒。由於月球的低重力，這些灰塵會漂浮在空中。如果被太空人吸入會很危險。這些月塵像粉末一樣細密。因為月球上沒有風和水流，這些灰塵變得像玻璃一樣鋒利。而負責製作登月太空衣的是美國一家叫做Playtex的內衣廠。尤其是一款叫做「Cross Your Heart」的文胸結實耐用又貼身靈活的，於是就被NASA選中了。而太空衣的有幾層面料則是直接使用了他們製作文胸的材料。所以說登月太空衣就是一個大號的文胸也不過分。
為了保證太空衣的包裹性，所有都必須由內衣廠的熟練女工完成。每個針眼都必須保證是完美的。而阿波羅登月的太空衣一套就要3000萬美元合2億人民幣。這應該是世界上最貴的衣服了。而一件太空衣的縫製時間達到了恐怖的3年之久。以至於這家叫做Playtex的內衣廠直接成立了一家新公司ILC Dover。之後的50年專門為NASA製作太空服。畢竟接一個訂單就可以活一年了。
在阿波羅15號任務中登月倉中攜帶了一輛月球車。它可以摺疊展開後就可以在月面上行駛了。車上有攝像機、無線電收發機和測量儀器。月球車大大增加了太空人的活動範圍。
要知道，之前的幾次登月任務，太空人最遠只離開了登月艙100米。而第一次月球車就開到了30公裡以外的地方。有了3次登月經驗搞清楚了月面上的地質情況，月球車就開始設計了。因為月球表面都是鬆軟的沙土如何才能讓輪胎既能提供足夠的摩擦又不至於陷到沙土裡就是個問題。NASA找到了著名的輪胎廠商Goodyear固特異。他們想盡了各種辦法，終於做出了一個方案。就是用金屬網做輪胎。
這樣可以產生足夠的摩擦，也可以讓一些沙土進到輪胎裡。但只要車輪一啟動，沙土就會被甩出去。因為不是輪胎無法充氣，所以金屬網製成的輪胎就必須有彈性。最後固特異選用了鋼琴絲製作。全部手工切割再編製成輪胎的樣子。事實證明這種輪胎的設計非常成功。太空人在月球上駕駛月球車一度飈到了15公裡/小時。
在登月艙和指令艙結合返回地球進入大氣層時速度會非常快。大氣摩擦生熱返回艙的底部溫度接近3000攝氏度。當時沒有任何一種金屬能抵擋住如此的高溫的。一家叫做AVCO的公司找到了一種樹脂。這種樹脂覆蓋在返回艙底部，在遇到高溫時融化速度會很慢。這樣在完全融化之前可以保護船體不受到損壞。
但是如何把這些樹脂固定上去呢？通過計算，如果把這些樹脂整塊塗抹上去融化的速度不足於抵抗下降的溫度，一定要分隔排列。最後他們選擇了一種類似蜂巢的結構。蜂巢的結構會讓樹脂的融化速度降到最低。然後用人工一點一點拼裝上去。
要讓登月飛船從發射到返回都能完全按照預想的計劃就需要一臺強大的電腦。要知道在1969年，那時候的電腦基本都是一個房間那麼大。
但是阿波羅飛船只有45噸的載荷，必須要設計一個公文包大小的電腦。這對於當時的科技來說簡直是不可想像。當時的電腦存儲器都需要打孔才能運轉。阿波羅上使用的是一種最密集的計算機存儲器。要縮小到公文包大小，那麼它必須必比其它電腦的運行效率高100倍就需要更密集的孔，每個孔必須用手工編制，由經驗最豐富的紡織女工用針把線導到指定的位置。每一根線都不能搞錯，不然就無法運行。
當時阿波羅的電腦存儲器有58萬個孔，需要穿58萬次線。但是當時負責編織的工廠女工舉行了一次罷工。因為這簡直是非人類的工作。
最後這些女工付出了整整100萬個小時的勞動，才編織好了阿波羅11號的登月電腦。所以阿波羅登月的成功背後還有這樣一群平凡又偉大的女性，非常值得敬佩。
經過10年的努力，30萬人的協同工作終於在1969年7月21日人類第一次站在了月球的土地上，說出了那句一個人的一小步人類的一大步的經典名言。
在人類誕生的幾百萬年裡，人類從未離開過地球。更別說登上另一顆星球。千百萬年來，當人類抬頭仰望熟悉又陌生的月球時，一定有人幻想過有朝一日能夠踏上月球的土地。而在人類探索極限的過程中總是要付出時間和犧牲。就像當年著名的物理學家法拉第。有人問他為什麼要花費大量的時間去做電磁試驗的目的是什麼。法拉第反問他，那你來到這個世界上的目的又是什麼呢？正是因為有一批勇於探索的人，才能讓人類不斷進步。去驗證人類存在的意義。
在人類的歷史發展中，登月是人類太空探索的第一個裡程碑的事件。那麼我們可以想像，星際旅行、空間跳躍、時間機器這些太空裡程碑終有一天一定也會到來。
讓我們一起期待下一個裡程碑的到來吧！