> 1959 - 1963 水星計劃 （Project Mercury）<
水星計劃的目的是驗證載人航天的可行性，並搶在俄國人之前把太空人送上太空（近地軌道）。一共六次任務，完成了首次載人航天飛行、首次近地軌道繞行和首次超過一天的任務。
水星計劃中使用的單人飛船
水星計劃六次載人發射的場景拼圖，可見所使用火箭的不同。
1961.5.5 Mercury-Redstone 3 / Freedom 7 - 第一位美國太空人：發射升空的水星計劃 Freedom 7 飛船，載著航天員 Alan Shepard 完成了美國首次載人航天飛行。飛船完成了時長 15 分鐘的亞軌道飛行，達到了 188 km 的遠地點高度（"technically in space"）。
升空前飛船中的 Alan Shepard
發射時的場景
1961.7.21 Mercury-Redstone 4 / Liberty Bell 7 - 第二位升空的美國太空人：設計與前一次任務相同的 Liberty 7 飛船，載著 Gus Grissom（之後喪命於 Apollo 1 任務，後文有提到）完成了第二次亞軌道飛行。返回落海時艙門意外打開，海水瞬間湧入，Gus 險些喪命不過被直升機救起。
升空前的 Gus Grissom 和他的飛船
1962.2.20 Mercury-Atlas 6 / Friendship 7 - 首位完成近地軌道繞地飛行的美國太空人：後來當上了俄亥俄州參議員的太空人 John Glenn 乘 Friendship 7 飛船完成了美國人的首次近地軌道繞地飛行（俄羅斯人的首次是 Yuri Gagarin 在 1961.4.12 完成的，繞地一圈），一共 3 圈。
升空前的 John Glenn 和他的飛船
1962.9.12 "We choose to go to the Moon"：甘迺迪在萊斯大學演講，提出要在 1970 年到來之前完成登月。
"We choose to go to the moon. We choose to go to the moon in this decade and do the other things, not because they are easy, but because they are hard, because that goal will serve to organize and measure the best of our energies and skills, because that challenge is one that we are willing to accept, one we are unwilling to postpone, and one which we intend to win, and the others, too."
- John F. Kennedy
> 1963 - 1966 雙子座計劃（Project Gemini）<
雙子座計劃的目的是在確定了登月的目標後，驗證其可行性。一共十次任務，完成了軌道交會、太空對接、出艙行走等多種登月所必備的技術的可行性驗證和試驗。
雙子座計劃使用飛船的結構示意圖
十
雙子座計劃十二次發射的場景拼圖，前兩次為無人試驗 / Source: Wikimedia Commons
1965.6.3 - 1965.6.7 Gemini 4 - 美國太空人的首次太空行走：太空人 James McDivitt 和 Ed White 乘雙子座 4 號飛船登上太空，並由 Ed White 完成美國太空人的首次太空行走，時長 22 分鐘。
由另一位太空人 James MvDicitt 記錄下的 Ed White 出艙行走的情景（從雙子座計劃，NASA 開始在太空任務中使用哈蘇相機，成像質量更好） / Source: NASA GPN-2000-001180
1965.12.4 - 1965.12.18 Gemini 7 & Gemini 6A - 首次軌道會合：Gemini 6A 任務原計劃由太空人 Wally Schirra 與 Thomas Stafford 操作雙子座 6 號飛船和無人目標飛船進行對接，但是目標飛船發射失敗，迫使任務改為和載有太空人 Frank Borman 和 Jim Lovell 的雙子座 7 號飛船進行軌道會合試驗，同時確定太空人在太空生存 2 周的可能性。
會和後從雙子座 6 號飛船拍到的雙子座 7 號飛船
會和後從雙子座 7 號飛船拍到的雙子座 6 號飛船
1966.3.16 - 1966.3.17 Gemini 8 - 首次太空對接：太空人 Neil Armstrong 和 David Scott 乘雙子座 8 號飛船完成與目標飛船的軌道會合後，完成首次太空對接。
在雙子座 8 號飛船中看到的對接目標飛船
> 1961 - 1972 阿波羅計劃 （Apollo program）<
阿波羅計劃在 1969 年完成了人類首次登月的壯舉，實現了甘迺迪設下的目標。總共 11 次載人任務，登月 6 次，共有 12 位太空人踏上月球表面。原定 10 次登月，有一次失敗（阿波羅 13 號），最後三次（阿波羅 18、19 和 20 號）被取消。
阿波羅計劃中使用的 Apollo 飛船 和 土星 5（Saturn V）火箭可以說是當時美國舉全國之力（阿波羅計劃總耗資 239 億美元，相當於現在的約 1000 億美元）在短短的幾年時間內設計、製造、試驗完成的。
阿波羅飛船在火箭前段整流罩內的示意圖
最前端的是逃逸塔，在發射階段一旦出現問題，逃逸塔火箭啟動將下面的指揮艙（Command Module）帶離土星火箭。指揮艙，也是返回艙，是三位太空人大部分時間所待的地方。與指揮艙連接在一起的是服務艙（Service Module），搭載引擎和燃料、氧氣等。下面是登月艇（Lunar Module），土星火箭完成最後一次點火，將飛船送入地月轉移軌道後，連為一體的指揮艙與服務艙（Command/Service Module）將會和載有登月艇的火箭分離，旋轉 180 度，再和它對接，將登月艇從火箭裡 「抽」 出來，完成這個高難度動作後，就可以飛向月球了。登月時，指揮（Commander）和登月艙駕駛員（Lunar Module Pilot）乘登月艙在月球表面著陸。指揮艙駕駛員（Command Module Pilot）在指揮艙中，留在繞月軌道上，等待登月完成後和升空的登月艙會合對接後返回地球。進入大氣層之前，月巖樣品等被轉移至指揮艙，拋棄登月艙和服務艙。隨後指揮艙帶著三位太空人重返大氣層。
完成重新對接後的阿波羅飛船示意圖，這也是它飛向月球過程中的樣子
逃逸塔點火試驗的畫面
阿波羅 15 號的指揮 / 服務艙，由登月艙太空人拍攝
登月艇的結構示意圖
登月艇由兩部分組成：下半部分是返回時留在月球表面的下降級（Descent Stage），包括著陸下降時用的反推引擎及燃料，和要留在月球表面的科學實驗儀器等，在後期的任務中所用的月球車也是放在這個艙裡；上半部分是返回時的上升級（Ascent Stage），也有一個引擎，當它點火時，將下面的下降級作為發射臺（這也是高難度動作…）。
阿波羅 16 號的登月艙
阿波羅 17 號登月艙上升級引擎點火起飛的瞬間，由留在月球表面的直播攝像機拍攝
準備發射的阿波羅 11 號飛船，可見土星火箭體積之巨大
土星火箭高達 110 米，重 3000 噸，其中燃料就有 2500 噸，第一級的五臺 F-1 引擎可以產生 3400 噸的推力，可以將 45 噸重的阿波羅飛船送往月球（很多現代火箭的近地軌道運載能力都遠低於這個數字）。它是人類有史以來所製造的最大、最重、推力最強勁、運載能力最大（值得一提的是，中國研發中的長徵 -9 火箭的設計運載能力超過了土星火箭）的火箭。
「The Last Moonshot」 最後一次登月任務，等待發射的阿波羅 17 號飛船，也是阿波羅計劃裡的唯一一次夜間發射
從發射架拍到的阿波羅 11 號飛船起飛的場景
阿波羅 11 號發射時，土星火箭產生的巨大尾焰
阿波羅計劃歷次發射的場景拼圖，從阿波羅 7 號起為載人任務
1967.1.27 Apollo 1 - 三位太空人葬身火海：原定於 1967 年 2 月 21 日發射的 AS-204 任務，在之前的一次例行發射演練中，由於座艙失火，導致三名太空人 Gus Grissom、Ed White 和 Roger Chaffee 喪生，其中前兩人都是參加過水星計劃和雙子座計劃的資深太空人（前面均有提到）。導致起火的原因是座艙中充滿了比大氣壓壓力要大的純氧，同時艙蓋是向內開的，以保證不會意外打開。結果電火花造成起火後，火勢迅速蔓延，同時三位太空人無法打開艙蓋，最後導致慘劇。
被燒毀的指揮艙 / Source:
1968.12.21 - 1968.12.27 Apollo 8 - 人類首次繞月飛行：阿波羅 8 號飛船搭載太空人 Frank Borman、Jim Lovell 和 William Anders 在歷史上首次離開近地軌道，飛向月球。飛船繞月 10 圈，共 20 小時。
阿波羅 8 號太空人拍攝到的歷史上首張地球全景照片（近地軌道距離地球太近，無法拍到完整的地球）
"Earthrise"，人類太空探索歷史中最經典的照片之一，由太空人 William Anders 在繞月軌道中拍攝 /
人類歷史上第一次用自己的眼睛看到月球的背面
1969.7.16 - 1969.7.24 Apollo 11 - 人類首次登月：在 8 年之前阿波羅計劃啟動的時候，NASA 甚至連可以把太空人送上太空的火箭都沒有，而是在彈道飛彈上裝個載人艙，改裝成了美國最早的載人火箭。短短 8 年之後的 1969 年 7 月 20 日，阿波羅 8 號飛船登月成功，Neil Armstrong 和 Buzz Aldrin 踏上了月球表面，趕在 1970 年到來之前完成了甘迺迪設下的 「1970 年前登月」 的目標。指揮艙駕駛員是 Michael Collins。Neil Armstrong 首先出艙，Buzz Aldrin 隨後，兩人在月球表面活動了 2 小時 30 分鐘。
"That's one small step for a man, one giant leap for mankind." 個人的一小步，人類的一大步。安裝在登月艇側面的電視直播攝像機拍到的即將登上月球的 Neil Armstrong / Source: NASA Video Footage
Buzz Aldrin 拍攝的自己的腳印（雖然這張照片極為有名，但是本來拍攝的目的其實是用來計算月球土壤的硬度等參數的）
Neil Armstrong 拍攝的 Buzz Aldrin，從面罩反光中可以看到。
1970.4.11 - 1970.4.17 Apollo 13 - 一次成功的失敗：成功登月 2 次之後，第三次阿波羅任務遇到了前所未有的困難。在飛向月球途中，一次例行的設備檢查使得服務艙的氧氣罐發生爆炸，三位太空人 James Lovell、Ken Mattingly 和 Fred Haise 不得不關閉所有儀器設備，轉移到登月艙中，將登月艙作為 「救生艇」，在克服了一個接一個的困難，解決了無數的問題之後，三人平安返回。
（此次任務實在過於傳奇…可以參考維基百科上的介紹。強烈推薦看同名電影 阿波羅 13 號，非常真實地還原了當時任務中的每一個細節。）
三位太空人用飛行計劃封皮、萬能膠帶和襪子自製的空氣過濾系統（登月艇上的空氣過濾系統只能供兩人生存兩天，而指揮艙的過濾系統濾芯是方形的，裝不進登月艇裡）
分離後拍到的服務艙，氧氣罐爆炸將整個面板炸飛。
1971.7.26 - 1971.8.7 Apollo 15 - 首次使用月球車：在月球表面蹦蹦跳跳實在不爽，搞個月球車吧！於是 NASA 就搞了個月球車…全重僅 220 kg，還可以摺疊塞到登月艇裡，比 F1 賽車不知道高到哪裡去了。
史上最貴的車
阿波羅計劃裡最有名的四句話：
"That's one small step for a man, one giant leap for mankind." - Neil ArmstrongNeil Armstrong 踏上月球表面後，首先描述了他感受到的月球表面：「非常細膩的顆粒，就像塵埃一樣」，隨後停頓了一會，說出了歷史性的這一句話。
"The Eagle has landed." - Neil Armstrong阿波羅 11 號飛船的登月艇無線電呼號 「Eagle」，下降時艇上計算機突然過載報錯，Neil Armstrong 果斷切換為手動控制，最終著陸時，燃料僅剩下 15 秒餘量。這句話是他在著陸之後通報控制中心時所說的。
"Houston, we've had a problem." - Jim Lovell阿波羅 13 號氧氣罐發生爆炸後，太空人首先聽到一聲巨響，然後各項儀器監控數據都出現問題，太空人 Jim Lovell 立刻向休斯頓控制中心匯報了這個情況。
"Failure is not an option!" - Gene Kranz阿波羅 13 出現事故後，控制中心工作人員開始焦急地研究各種解決方法，這句話是總指揮 Gene Kranz 對於他們的要求。
> 1973 - 1974 天空實驗室計劃（Skylab）<
天空實驗室計劃是 NASA 的空間站計劃，阿波羅計劃結束後還剩餘三枚土星 V 火箭，NASA 決定把它利用起來，用來發射無人的空間站（實際只有第一次天空實驗室任務 SL-1 使用了土星 V 火箭，後續任務都是使用的土星 IB 運載火箭，剩餘的兩枚土星 V 火箭都躺在博物館裡了…- -），後續任務再將太空人送到空間站裡（和中國的天宮計劃類似）。
建成的天空實驗室空間站設想圖
天空實驗室空間站包括乘員艙、對接裝置、氣壓過渡艙、工作站和太陽觀測望遠鏡。使用阿波羅飛船的指揮 / 服務艙在它和地面之間運送太空人。第一次任務 SL-1 為無人任務，將太空實驗室空間站送上近地軌道。發射過程中一塊微隕石防護板脫落，帶走了一塊主太陽能電池板，同時把另一塊卡死，導致空間站失去對太陽輻射的保護和大部分電力。SL-2 為第一次載人任務，兩位太空人完成了歷史上第一次太空修理，修好了卡死的太陽能電池板並安裝了隔熱板。
SL-2 任務乘員返回前拍攝的天空實驗室空間站
SL-3 任務乘員拍攝的天空實驗室空間站
天空實驗室空間站的最終形態，由 SL-4 任務乘員在返回前拍攝
由於原計劃 1979 年投入使用的太空梭遲遲沒有準備好，NASA 最終放棄了天空實驗室空間站，它最終於 1979 年 7 月墜入大氣層，這是首次人為精確控制的重返大氣層墜落。
> 1975 阿波羅 - 聯盟測試計劃（Apollo–Soyuz Test Project）<
1975.7.15 - 1975.7.24 Apollo-Soyuz Test Project / Soyuz 19 - 美蘇首次合作：美蘇兩國首次進行合作太空項目，標誌著兩國間太空競賽的結束。美國發射一艘阿波羅飛船，蘇聯發射一艘聯盟飛船，兩者在太空對接，並進行合作科學實驗。
美國國家航空航天博物館內的兩飛船對接模型
從聯盟 19 號飛船拍攝到的美國阿波羅飛船
歷史性的握手（很像英吉利海峽修通時的那張照片…- -）
> 1972 - 2011 太空梭計劃（Space Shuttle Program）<
太空梭（Space Shuttle），NASA 官方稱之為太空運輸系統（Space Transportation System, STS），在 1972 年開始研發，1981 年首飛，135 次任務之後，於 2011 年退役。NASA 在阿波羅計劃結束後，進行天空實驗室計劃期間，設想了一種可以多次往返於軌道和地面之間的飛船，後來發展成為太空梭的設計。它具有達 24 噸的近地軌道運載能力，可以將衛星直接部署在軌道上，同時可以重複使用，大大降低了成本。但是實際上由於種種原因，每次發射之後的維護成本等大大超出了預期，導致太空梭的使用成本大幅增加，最終在 2011 年被淘汰。
太空梭採用類似普通飛機的空氣動力學設計，使它可以在重返大氣層後滑翔到機場降落，極大簡化了回收的過程。發射時，太空梭自帶發動機和兩臺外掛固體發動機（Solid Rocket Booster, SRB）提供推力，主發動機由外掛燃料罐（就是照片裡見到的那個橙色的大罐）提供所用燃料。外掛燃料罐為一次性，兩臺固體發動機在每次發射後可以回收。固體發動機使用鋁 - 高氯酸銨燃料，每臺的推力幾乎相當於兩臺阿波羅計劃中土星 V 火箭第一級的 F-1 主引擎之多。發射時，所有引擎同時點火，達到一定高度後拋掉固體發動機，主引擎繼續工作，入軌後燃料罐被拋掉重返大氣層。
太空梭的主要任務是在軌道和地面之間運輸太空人和物資，包括衛星、哈勃太空望遠鏡（！）和建設國際空間站的部件等，同時負責哈勃太空望遠鏡和其他衛星等的維護工作。也有一些任務屬於保密的美國國防部任務，例如間諜衛星的部署回收等。
太空梭一共建造了 6 架，企業（翻譯成進取號是不是更好一些…→_→）號（Enterprise）、哥倫比亞號（Columbia）、挑戰者號（Challenger）、發現號（Discovery）、亞特蘭蒂斯號（Atlantis）和奮進號（Endeavour）。企業號是第一架建成的太空梭，完成了最早的大氣層內飛行、著陸測試。哥倫比亞號在 1981 年完成了第一次軌道飛行，並安全返回。
1986 年，挑戰者號太空梭在升空時解體，7 名太空人（包括一位教師）全部喪生；2003 年，哥倫比亞號太空梭在返回大氣層時解體，7 名太空人全部喪生。2011 年 7 月 8 日，亞特蘭蒂斯號完成了最後一次太空梭任務（STS-135）。
太空梭示意圖
中間的主體部分是貨艙，可以容納下一般火箭運送不了的大體積衛星等
STS-113 任務中，運送國際空間站部件的奮進號太空梭
STS-132 任務，從執行護航任務的 F-15 戰鬥機上拍到的亞特蘭蒂斯號太空梭升空的畫面 / Source: USAF 100514-F-0000C-603
太空梭運輸機（Shuttle Carrier Aircraft）「馱」 著的亞特蘭蒂斯號太空梭 / Source: NASA GPN-2000-000677
1981.4.12 - 1981.4.14 STS-1 - 太空梭的首次軌道飛行：載著兩位（前四次任務都只有兩名乘員，後來慢慢增加到 6 - 8 人左右）試飛太空人 John Young（此人參加過兩次雙子座計劃任務，兩次阿波羅計劃任務和兩次太空梭任務，還登過月，當過太空梭的試飛員，絕對人生贏家）和 Robert Crippen的哥倫比亞號太空梭從卡納維納爾角發射升空，兩天後在愛德華茲空軍基地平安降落。
STS-1 任務點火起飛的場景
太空梭計劃的最早兩次任務中，為了防止燃料罐在等待起飛時因陽光暴曬而過熱，塗有白色的紫外線保護塗料，後來發現不需要這層塗料，所以之後的任務中，燃料罐都是保溫泡沫本身的橙色了。
哥倫比亞號太空梭艙內
1986.1.28 STS-51-L - 挑戰者：太空梭的第 35 次軌道飛行任務，載有六名太空人 Francis Scobee、Michael Smith、Ellison Onizuka、Judith Resnik、Ronald McNair 和 Gregory Jarvis 與一位女教師 Christa McAuliffe 的挑戰者號太空梭在升空僅 73 秒後解體，乘員全部喪生。
事後調查得出的結論是，固體發動機外殼的 O 形密封圈由於溫度過低失效，導致點火後高溫氣體噴出，造成固體發動機解體爆炸，隨後太空梭整體解體。
R.I.P. / Source: NASA GPN-2004-00012
在發射架上剛剛點火就可看到固體發動機側面噴出黑煙。
點火 58 秒後，已經有明顯的火焰從固體發動機外殼側面噴出。
發射前一天晚上發射架溫度低於 0 度，有大量結冰，按照規程這種情況下是不能發射的，但是 NASA 還是決定在除冰後發射，但並沒有發現 O 形圈失效的問題，最終結果導致了事故的發生。
此次事故導致 NASA 在隨後兩年時間裡停止了太空梭發射，重新檢查設計上存在的問題。
1990.4.24 - 1990.4.29 STS-31 - 部署哈勃太空望遠鏡：發現號太空梭於 1990 年 4 月 24 日發射升空，在軌道部署了著名的哈勃太空望遠鏡。
發現號太空梭從 39B 發射臺發射升空的場景，左側可以看到在 39A 發射臺等候發射的哥倫比亞號太空梭，這是首次有兩架太空梭同時出現在發射臺上
部署哈勃太空望遠鏡，由貨艙裡安裝的 IMAX 攝像機所拍攝
1998.12.4 - 1998.12.16 STS-88 - 國際空間站建設開始：奮進號太空梭將美國建造的團結號節點艙（Unity Node）送上太空，和俄羅斯建造的曙光號功能貨艙（Functional Cargo Block, Zarya）對接，正式開始了國際空間站的組建。
載有團結號節點艙的奮進號太空梭將曙光號功能貨艙移動到對接位置
對接完成後的國際空間站
2003.1.16 - 2003.2.1 STS-107 哥倫比亞：完成任務返回途中的哥倫比亞號太空梭，在進入大氣層時過熱解體，7 位太空人 Rick Husband、William McCool、David Brown、Kalpana Chawla、Michael Anderson、Laurel Clark 和 Ilan Ramon 全部喪生。
事故發生的原因是在發射時，燃料罐隔熱泡沫發生脫落，一塊手提箱大小的泡沫擊中左翼前段隔熱瓦，導致重返大氣層時隔熱失效，機翼過熱解體，隨後太空梭整體解體。
發射時的場景
事故調查小組將找到的所有殘骸按照其在太空梭上原有的位置擺放。
重返大氣層時，由地面監控拍攝到的畫面，可見左翼後的尾跡（圖像經過處理）
發射時拍到的泡沫擊中機翼的瞬間
實際上，如最後一張圖，發射時的高清監控攝像機就清楚地拍到了泡沫擊中機翼的瞬間。但是經過分析和計算，NASA 認為泡沫不會造成影響。而且，由於乘員無法自行修復損壞的隔熱瓦，NASA 決定不向乘員通告這一情況，按原計劃返回。但最終隔熱瓦失效，導致太空梭失事。
在這次任務之後，NASA 為了保障乘員的安全，在發射時在發射臺準備好另一架太空梭待命，隨時準備發射升空，一旦出現類似問題，可以將乘員營救回來，這一方式持續了 12 次任務。
說明一下這個 「營救」 方法：在哥倫比亞號太空梭失事以後，除了 STS-125 以外都是建設國際空間站的任務。在太空梭到達國際空間站，對接之前會由國際空間站的乘員目視檢查隔熱瓦是否有損壞。如果出現問題不能正常返回，則發射待命的第二架太空梭前往國際空間站營救。STS-125 任務是維護哈勃太空望遠鏡的任務，它的營救備案計劃有所不同，但是也比較類似，同樣是在太空梭出現問題不能正常重返大氣層的情況下，發射待命的第二架太空梭營救。
STS-125 任務，亞特蘭蒂斯號（前）準備發射，奮進號（後）待命
2011.7.8 - 2011.7.21 STS-135 - 一個時代的結束：太空梭計劃的第 135 次飛行，此次任務在國際空間站上安裝了多用途貨艙。亞特蘭蒂斯號太空梭 2011 年 7 月 21 日成功降落在甘迺迪航天中心後，太空梭計劃結束。
發射前，氙氣燈照耀下的亞特蘭蒂斯號太空梭。
從國際空間站拍到的亞特蘭蒂斯號太空梭發射升空過程。
從國際空間站拍到的亞特蘭蒂斯號太空梭，背景可以看到極光。
亞特蘭蒂斯號太空梭返回前繞行國際空間站所拍攝的場景，背景可見月球
太空梭的最後一次降落
提到阿波羅計劃和載人航天，就不得不說一下這個：
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Fallen Astronaut - 紀念逝去的人類太空探索先驅
阿波羅 15 號任務中，太空人在月球表面留下了一個小小的鋁合金航天員雕像，和一塊刻有當時所有在太空探索中獻身的太空人的名字的鋁合金銘牌。它們也是月球表面少有的幾樣飛船和科學儀器之外的人造物體之一。
隕落的太空人雕塑