阿波羅 8 號

阿波羅 8 號（Apollo 8）是阿波羅計劃中的第二次載人飛行任務，三位執行此任務的宇航員分別為指令長弗蘭克・博爾曼、指令艙駕駛員詹姆斯・洛威爾以及登月艙駕駛員威廉・安德斯。阿波羅 8 號是人類第一次離開近地軌道，並繞月球航行的太空任務。阿波羅 8 號同時還是土星 5 號火箭的第一次載人發射。

美國國家航空航天局（NASA）針對阿波羅 8 號的準備工作只花了四個月時間。計劃中採用的硬體只被使用過幾次：土星 5 號火箭此前只發射過兩次，而阿波羅太空船也只執行過一次載人任務（阿波羅 7 號）。但是，阿波羅 8 號任務的成功為完成美國總統約翰・肯尼迪在 1960 年代內登月的計劃鋪平了道路。

在 1968 年 12 月 21 日發射後，飛船在太空中航行了三天才到達月球，並圍繞月球軌道飛行了 20 小時。在聖誕夜時三位宇航員在月球軌道中向地球作了電視直播，這次轉播創造了當時世界範圍內電視收視人數的紀錄。

任務成員

弗蘭克・博爾曼（曾執行雙子星座 7 號），指令長。
吉姆・洛弗爾（曾執行雙子星座 7 號、12 號）、(阿波羅 13 號)，指令 / 服務艙駕駛員。
威廉・安德斯，登月艙駕駛員。

1.1 替補成員

替補成員同樣接受任務訓練，在主力成員無法執行任務時接替。

尼爾・阿姆斯特朗，曾執行雙子星座 8 號和阿波羅 11 號，指令長。
巴茲・奧爾德林，曾執行雙子星座 12 號，指令艙駕駛員。
弗萊德・海斯，登月艙駕駛員。

1.2 支援團隊

支援團隊並不接受任務訓練，但被要求能夠在會議時代替某位宇航員，並參與任務計劃的細節敲定。在任務進行時，他們也經常擔任地面通訊任務。

約翰・布林，從未執行過太空任務。
文斯・布蘭德
傑拉德・卡爾，曾執行天空實驗室 4 號任務。
肯・馬丁利

計劃

1966 年 12 月 22 日，美國國家航空航天局宣佈了阿波羅 8 號任務的成員：弗蘭克・博爾曼、邁克爾・科林斯和威廉・安德斯。1968 年 7 月，邁克爾・科林斯因為頸椎間盤突出症而做手術，被他的候補吉姆・洛威爾替代。科林斯在恢復後成為了阿波羅 11 號的指令艙駕駛員。

1967 年 9 月，位於休斯敦的載人航天中心提出了一系列任務以完成登月任務。七個任務型別被提出，每個型別都對特定的航天器和任務進行測試；每一個任務型別的執行都需要前一型別的成功完成。這些任務型別分別是：

無人指令 / 服務艙（CSM）測試

無人登月艙（LM）測試

載人近地軌道指令 / 服務艙飛行

載人近地軌道指令 / 服務艙和登月艙飛行

載人指令 / 服務艙和登月艙繞地球進行橢圓軌道飛行，遠地點 7400 千米

載人月球軌道指令 / 服務艙和登月艙飛行

載人登月

在阿波羅計劃中的部件中，登月時使用的登月艙導致的問題最多。第一個登月艙模型 1968 年 6 月被運到卡納維拉爾角時，曾發現了超過一百個不同的問題。作為登月艙主承包商的格魯曼飛機工程公司預測 D 任務中的第一部可載人登月艙最早要到 1969 年 2 月才能作好發射準備。這使整個序列被延遲。

阿波羅航天器辦公室主任於 8 月份提出了一個解決辦法。因為指令 / 服務艙會在登月艙可投入使用之前三個月準備好，宇航局可以在 1968 年 12 月進行一次只攜帶指令 / 服務艙的飛行任務，但不僅僅是重複阿波羅 7 號（載人近地軌道指令 / 服務艙飛行，即 C 任務），而是將指令 / 服務艙一直開到月球，甚至是繞月球飛行。這次任務被取名為 “C' 任務”（C-Prime Mission）。這次新任務會允許航天局測試原本要等到阿波羅 10 號（F 任務）才能測試的程式 。這次計劃的改變也有中央情報局擔心蘇聯於 12 月先於美國進行載人環繞月球飛行，使美國在太空競賽中再次落後的原因（參看探測器計劃）。

幾乎每個航天局的高階管理人員都對這次新計劃表示支援態度。唯一不支援此次任務的是局長詹姆斯・韋伯。但是，當大多數人支援之時，他也決定批准這次任務。

飛行任務成員辦公室主任迪克・斯雷頓決定將 D 任務和 E 任務的成員互換。原計劃中 D 任務的指令長詹姆斯・麥克迪維特說，他從來沒被詢問過是否願意執行環繞月球的任務。即使有這樣的機會他也很可能會謝絕，因為他想操縱登月艙。而博爾曼很欣然地同意了這次互換：他原來的任務僅僅是在更高的地球軌道重複前一次任務。任務的交換也意味著航天器的交換 —— 博爾曼的新任務將使用 103 號指令 / 服務艙，麥克迪維特的任務使用 104 號。

最終，由於其多數工作已經被阿波羅 8 號和阿波羅 9 號完成，E 任務被取消。任務指揮人員也相信第二次環繞月球的阿波羅 10 號能夠完成剩餘的飛行目標。

9 月 9 日，任務成員進入了太空飛行模擬器，開始為任務做準備。宇航員們的太空飛行時間與訓練時間之比達 1:7。儘管每個成員都對所有操作進行了訓練，但每人的專門訓練也十分重要。作為指令長，博爾曼針對返回大氣層進行了專門訓練；洛威爾針對與地面失去聯絡後進行的天體導航進行了訓練；安德斯負責檢查航天器是否正常運轉。

直到 11 月 12 日，美國國家航空航天局才宣佈阿波羅 8 號在任務上的變化。此前，代理局長托馬斯・O・潘恩（Thomas O. Paine）曾簡短地談及每一種可能都會被考慮。

在發射前 4 個月時，博爾曼主要擔心的是任務會變得過於複雜。在土星 5 號的第一次載人發射中，除航天器首次離開地球軌道以及環繞月球幾個基本任務目標之外，博爾曼拒絕了其他所有目標，並決定在月球軌道的時間也儘可能短 —— 十圈而已。

發射前夜，傳奇飛行員查爾斯・林白訪問了住在肯尼迪航天中心的三位宇航員。林白談到了在他自己 1927 年著名的跨大西洋飛行前測量地球儀上從紐約到巴黎的距離，並計算全程所需燃料的經歷。林白那次飛行的全部燃料大約是土星 5 號每秒消耗燃料的十分之一。

土星 5 號

阿波羅 8 號所使用的土星 5 號的序列號為 SA-503，是第三臺飛行的土星 5 號火箭。當此臺火箭於 1967 年 12 月 20 日在火箭組裝大樓被組裝的時候，很多人認為它會被用在阿波羅 6 號中，任務是將一艘無人的指令 / 服務艙送入太空進行測試飛行。儘管阿波羅 6 號遇到了多個很嚴重的問題（第 1 級火箭遇到了嚴重的縱向耦合振動，第 2 級的兩個推進器都提前關閉），負責土星 5 號的馬歇爾航天飛行中心仍對這些問題都能被解決很有信心，決定不需要再進行一次無人任務。SA-503 號火箭於是被用於載人任務。

但是，航空航天局負責人仍然增加了一些限制以提高安全係數：lang|en|S-II 第 2 級必須在密西西比測試站進行低溫測試，其他兩級需要繼續改進以適合載人飛行。4 月 30 日，火箭被重新拆分成 3 級，第 2 級被送到測試站。第 2 級和第 3 級推進器的火花點火裝置也被改良。1968 年 5 月時，第 1 級火箭被查出存在洩漏問題，其需要被修復。

由於此前土星 5 號只有過兩次發射，肯尼迪航天中心的地面人員無法按計劃完成任務。格魯曼公司的工作人員也遇到了很多登月艙的問題。登月艙被運到發射地點之後，有太多工作仍然需要完成，使很多人擔心計劃能否被執行。登月艙的起飛推進器也出現了洩漏現象，促使一些設計上的修改以及部分閥門的更換。

1968 年 8 月，整個任務被修改。SA-503 號火箭會將宇航員送上去月球的旅程；雖然不攜帶登月艙，但會攜帶與登月艙質量類似的登月艙測試器（Lunar Module Test Article，LTA），這與阿波羅 4 號和阿波羅 6 號所使用相近。為加快發射前的準備工作，土星 5 號的很多修改都不由肯尼迪航天中心完成，而是交給專門的研究中心；它只執行與宇航員安全相關的修改。

阿波羅 8 號所使用的航天器於 9 月 21 日被放入火箭，並於 10 月 9 日被拖到五千米外的發射塔臺進行測試。測試一直進行到發射的前一天。

作為阿波羅 8 號的火箭序列號被航空航天局有關運載火箭的部門使用。但是，與任務有直接關係的部門經常將其寫成 AS-503，因為 AS 是 Apollo-Saturn（阿波羅 - 土星）的縮寫；兩種序列號都在提及整個任務時被使用。-503 顯示這是第 3 次飛行（503），使用土星 5 號（503）。

任務過程

4.1 發射和地月轉移軌道切入

阿波羅 8 號於 1968 年 12 月 21 日早晨 7 點 51 分 00 秒（東部標準時間）發射。除了幾個小問題，整個發射過程幾近完美。lang|en|S-IC 第一級推進器的表現比預計低了 0.75%，使其燃燒時間比計劃中延長了 2.45 秒。在第二級火箭燃燒即將結束時，火箭出現了，弗蘭克・博爾曼估計振動頻率為 12 赫茲，振幅約為 ±0.25lang|en|G（±2.5 米 / 秒 ²）。火箭將航天器送入了離地球 181.5 千米至 191.3 千米高的地球軌道，軌道週期為 88 分鐘 10 秒。航天器在軌道中的遠地點也比預期稍遠，計劃中應是圓形軌道，距地球 185 千米。S-IC 級掉入了大西洋，準確位置為；S-II 級掉落在。

接下來的 2 小時 38 分鐘裡，3 位宇航員和地面指揮一直在檢查指令艙是否正常工作，是否能夠開始地月轉移軌道切入（Trans-Lunar Injection，TLI），使航天器開始就離開地球軌道、瞄準月球軌道的一次點火。同時，3 位宇航員將太空艙從一個火箭有效載荷轉換成了一個航天器。lang|en|S-IVB 第三級火箭也必須保持正常運轉狀態。前一次的無人測試中，S-IVB 第三級沒能重新點火。

整個飛行過程中有三名（Capcom）輪換執行與阿波羅 8 號聯絡的工作。一般情況下，只有指令艙宇航通訊員與宇航員直接對話。邁克爾・科林斯是三人中第一個值班，他在任務發射 2 小時 27 分鐘 22 秒後告知阿波羅 8 號 “阿波羅 8 號，可以執行地月轉移軌道切入。” 這個命令意味著指揮中心正式允許阿波羅 8 號前往月球。接下來的 12 分鐘裡，三位宇航員檢查著航天器和火箭以準備點火。12 月 21 日 15 點 41 分 38 秒（UTC），lang|en|S-IVB 第三級火箭準時點火，並按照計劃燃燒了 5 分鐘 17 秒。這次點火將航天器的速度從近地軌道的 7793 米 / 秒軌道速度加速到 10,822 米 / 秒，燃燒結束時高度達到 346.7 千米。這個速度也是當時人類在歷史上的最高記錄。

燃燒完成之後，S-IVB 級火箭已經完成使命，可以被丟棄了。三位宇航員掉轉了指令艙以便為 S-IVB 級火箭拍攝一些照片，也練習了與 S-IVB 級火箭編隊飛行。指令艙被掉轉後，他們首次看到了他們正在遠離的地球。這是人類第一次看到地球全景。

博爾曼開始擔心 S-IVB 級火箭與指令 / 服務艙靠得太近，並向指揮中心建議進行一次分離機動（separation maneuver）。指揮中心起初建議將航天器對準地球，使用服務艙上的反應控制系統（Reaction Control System，RCS）的推進器將航天器離開地球的速度增加 0.9 米 / 秒，但是博爾曼不想很快離開 S-IVB 的目視距離。長時間的討論後，最終決定是仍然按照原計劃的方向點燃推進器，但速度增加 2.7 米 / 秒。討論耽擱的時間使阿波羅 8 號比飛行計劃慢了一小時。

發射 5 小時後，指揮中心指揮 S-IVB 子火箭從排出剩餘燃料，使其軌道改變，最終能夠飛過月球並進入太陽軌道，也就對阿波羅 8 號不會有任何影響。S-IVB 子火箭後來進入太陽軌道，半徑為 0.99 至 0.92 天文單位，傾角為 23.47°，軌道週期為 340.80 天。

阿波羅 8 號成員成為了第一批穿越範艾倫輻射帶的人類。科學家預測航天器高速穿過該輻射帶對人的影響不超過胸腔 X 射線或者 1 微格雷（一個普通人一年中會接受兩到三微格雷的輻射）。為記錄實際的輻射劑量，三名宇航員都穿戴了個人輻射放射量測定器將資料傳往地球，以及三個被動膠片放射量測定器以顯示累計輻射量。任務結束時，三人平均輻射量為 1.6 微格雷。

4.2 飛向月球

作為指令艙駕駛員，吉姆・洛威爾的主要任務是導航員。儘管真正的導航計算是在指揮中心進行，但宇航員必須準備在通訊訊號中斷時自己導航並返回地球。導航員需要使用航天器上攜帶的六分儀測量星星與地球（或者月球）地平線之間的距離來實現導航。事實證明這樣做是很困難的，因為 S-IVB 所排出的氣體形成了大塊的廢氣雲，使觀察星體變得非常難。

任務開始七小時以後，飛離 S-IVB 子火箭耽擱的時間以及洛威爾不甚良好的視野意味著阿波羅 8 號已經比飛行計劃中的時間表拖後了一小時四十分鐘。航天器被改為被動熱控制（Passive Thermal Control，PTC），也稱為燒烤模式。這個模式使航天器大約每小時沿著長軸旋轉一圈，保證航天器上平均的熱分佈（在陽光直射時，航天器表面溫度高達 200 攝氏度，而陰暗面只有零下 100 攝氏度）。高溫差會使隔熱板裂開或者燃料艙爆炸。由於航天器正在向月球航行，真正的旋轉無法做到，航天器真正的軌道是錐形的。每半小時，旋轉軌跡都會被調整以保證航天器保持軌道。

飛行 11 小時後進行了第一次中期軌道糾正（mid-course correction）。地面測試顯示除非燃燒室先被 “預熱” 一下，服務推動系統（Service Propulsion System，SPS）推進器有很小的可能會爆炸。為了解決這個問題，首次糾正進行了 2.4 秒，使軌道航行速度增加了 6.2 米 / 秒（計劃中將增加 7.5 米 / 秒）。氧化劑中氦氣中的一個氣泡導致燃料壓力低於計劃，使反應控制系統被使用以彌補其不足。計劃中後來的兩次中期軌道糾正由於軌道正常被取消。

由於發射前 5 小時三位宇航員們就已經開始準備，此時他們已經連續工作十六小時。弗蘭克・博爾曼此時應進行計劃中的七小時睡眠；指揮中心決定在任何時候都至少有一名宇航員保持清醒以應對可能的突發事件。電臺以及通風扇持續的噪聲使睡眠變得很困難。與此同時，在太空睡覺和地球有很大不同；比如枕頭失去其應有的作用。威廉・安德斯說他有時會突然坐起，因為零重力使他有下墜的感覺。

睡眠時間開始一小時後，博爾曼要求允許服用甲丁巴比妥安眠藥，但效果不甚明顯。在博爾曼睡了七小時醒來之後，他感覺身體不適。他兩次嘔吐，並且有腹瀉症狀；這些情況使太空艙中充滿了滴狀的嘔吐物和糞便。三位宇航員盡了最大努力將太空艙打掃乾淨。博爾曼不想讓整個世界都知道他身體的問題，但洛威爾和安德斯仍然希望能夠告訴指揮中心。他們決定使用資料儲存裝置（Data Storage Equipment，DSE）錄下關於博爾曼情況描述，併發給了地面指揮，“要求對錄音中的情況進行評估”。

醫生和宇航員之間的討論在二樓的指揮間（休斯敦指揮中心的二樓和三樓有兩件完全相同的指揮間，任務期間只使用一個）進行。在與宇航員們單獨討論後，醫生們認為博爾曼應該是患了無大礙的急性胃腸炎病毒，或是安眠藥引起了不適。目前的解釋是他患了太空適應綜合徵，大約有三分之一的宇航員在太空的第一天會有這種疾病；人體內的前庭系統逐漸開始適應失重環境。由於此前的水星和雙子星座航天器都很狹小，宇航員們還沒有機會在航天器裡自由活動，醫生們此前並未遇到過博爾曼的情況。

任務中向月球航行的部分相對來說比較平靜，除了檢測航天器在正常工作並保持正常軌道外並沒有什麼其他的工作。在這段時間內，航空航天局在發射 31 小時後安排了一次電視轉播。轉播中使用的黑白攝像機質量為兩千克，使用的攝像管帶有一個廣角（160°）鏡頭和一個長焦距（9°）鏡頭。

在電視轉播中，宇航員們帶領觀眾參觀了整個航天器，還嘗試著展示在太空看到的地球。由於長焦距鏡頭的角度過小，宇航員們在看不到鏡頭畫面的情況下無法瞄準地球。由於攝像機沒有合適的過濾鏡，畫面在強光下顯得過於飽滿。最後，地球上看到的地球畫面只是一個光點。十七分鐘的轉播後，航天器的旋轉使地球上的接收站無法收到航天器上高增益天線發出的訊號，宇航員們結束了轉播，在結尾時洛威爾祝他的母親生日快樂。

在此時，睡眠時間表已經完全被打亂了。起飛三十二個半小時後，洛威爾開始睡覺，比預定計劃提前了三個半小時。不久，安德斯在服用安眠藥後也開始睡覺。

在去月球的途中，三位宇航員並沒有太多機會看到月球。矽膠封閉層上被氣化的油狀物使五個窗戶中的三個上起了霧。被動熱控制所需要的飛行姿態使在航天器內看到月球變得幾乎不可能。三位宇航員直到達到月球背面後才第一次看到月球。

起飛五十五小時後進行了第二次電視轉播。這次宇航員們在攝像機上使用了照相機的過濾鏡，使他們能透過長焦距鏡頭拍攝到地球的畫面。儘管瞄準地球很困難，宇航員們在調整了航天器位置之後向地球展示了歷史上第一次完整的地球電視畫面。宇航員們講解了地球上可看見的部分以及可以分辨出的顏色。第二次轉播時長為 23 分鐘。

4.3 靠近月球

飛行時間 55 小時 40 分鐘時，阿波羅 8 號的三位宇航員成為了第一批進入地球外天體重力影響的人類：換句話說，在這個時候，月球的重力對航天器的影響比地球的大。此時，阿波羅 8 號距月球 62377 千米，以 1216 米 / 秒的速度靠近月球。由於這時宇航員們仍然使用距離肯尼迪航天中心發射臺的距離計算航天器軌道，這個歷史性的時刻並沒有引起太多關注。直到最後一次中期軌道糾正並點燃推進器進入月球軌道，地球都會被作為計算中的參考系使用。此時阿波羅 8 號離進入月球軌道還有 13 小時。

進入月球軌道前的最後一個重要步驟是第二次中期軌道糾正。在糾正過程中，航天器進行逆行運動，將速度減慢 0.6 米 / 秒，使航天器飛過月球時離月球的距離被縮短。起飛後整整 61 小時後，航天器離月球距離約為 39,000 千米，反應控制系統（RCS）共燃燒 11 秒。阿波羅 8 號會飛過距月球表面 115.4 千米。

起飛 64 小時後，宇航員們開始準備進行首次月球軌道進入（Lunar Orbit Insertion-1，LOI-1）。這次機動絕對不能出現差錯，並且由於軌道力學原理，軌道進入必須在月球背面上空進行，那時航天器與地球沒有任何聯絡。在指揮中心進行 “去 / 不去” 的討論後，阿波羅 8 號宇航員們于飛行時間 68 小時時被告知可以進行機動，“架著我們能找到的最好的鳥”。68 小時 58 分鐘，航天器飛到了月球背面上空，與地球失去聯絡。

首次月球軌道進入開始前十分鐘，宇航員們開始檢查航天器，確保所有開關都處在正確的狀態。然後，他們終於首次看到了月球。當時航天器正飛越月球的陰影部分，洛威爾第一個看到了陽光照在月球上。當時離開始點火前只剩下兩分鐘了，所以三位宇航員並沒有太多時間去欣賞月球景色。

4.4 月球軌道

飛行時間 69 小時 8 分鐘 16 秒時，服務推動系統（SPS）已燃燒了 4 分鐘 13 秒，使阿波羅 8 號進入月球軌道。三位宇航員描述說這段時間是他們一生中最長的四分鐘。如果服務推動系統的燃燒時間稍有偏差，航天器很有可能會進入一個過於扁平的月球軌道，乃至於無法進入月球軌道而直接飛入太空。如果燃燒時間過長，航天器很有可能墜毀在月球表面。在確定航天器一切正常後，三位宇航員終於有時間觀測窗外他們即將環繞 20 小時的月球。

此時遠在地球的指揮中心還在等待。如果燃燒沒有成功進行，或者燃燒時間不夠，阿波羅 8 號都會提前從繞過月球背面。幸運的是，這個情況並沒有發生。阿波羅 8 號按照計劃準時繞過了月球背面，此時他們已經進入了長軸為 311.1 千米，短軸為 111.9 千米的月球軌道。

在通報航天器狀態後，洛威爾首次對月球表面進行了介紹：

洛威爾繼續描述他們所飛越的月球表面。阿波羅 8 號的主要任務之一就是勘查計劃中的登月點，尤其是阿波羅 11 號的計劃登月點靜海。阿波羅 8 號的發射時間選擇考慮到了到達靜海時的陽光情況。有一部專門的攝像機被安置在一扇窗前，以 1 幀 / 秒的速度拍攝月球表面。由於阿波羅 8 號未攜帶登月艙，登月艙駕駛員安德斯的主要任務就是拍攝儘可能多有價值的照片。任務結束時，三位宇航員總共拍攝了七百張月球照片以及一百五十張地球照片。

在與地球保持聯絡的一小時內，博爾曼不斷詢問服務推動系統的資料是否正常。他想確定推進器正常工作並且能夠在返回地球過程中必要時使用。他還希望指揮中心在每次進入月球背面前得到服務推動系統能否使用的通知。

在阿波羅 8 號第二次飛至月球近地面上空時，宇航員準備了一次展示月球表面的電視轉播。安德斯描述了他們正飛越的環形山，在環繞月球軌道第二週即將完成時他們點繞了服務推動系統，進行了第二次月球軌道進入，時間為 11 秒。燃燒結束後，阿波羅的月球軌道得到縮小，長軸為 114.8 千米，短軸為 112.6 千米。

在接下來環繞月球的兩週中，宇航員們繼續檢查航天器並對月球表面拍照。第三週時，博爾曼進行了短暫的禱告。他本來希望在位於得克薩斯州的的聖克里斯托弗聖公會教堂進行午夜禱告，但由於阿波羅 8 號任務他沒能夠參加。博爾曼的教友，指揮中心工程師羅德・羅斯建議他在太空祈禱以替代親自去教堂。

阿波羅 8 號第四次進入月球背面時，三位宇航員第一次看到了 “地出” 的景象。安德斯看見窗外有一個藍白相間的球體，發現那是地球。三位宇航員立刻意識到他們應該用相機將此情景拍攝下來。安德斯拍攝的第一張照片是黑白的，後來又拍攝了更著名的彩色地出。任務結束後，安德斯和博爾曼都聲稱自己拍攝了第一張地出照片（洛威爾也這樣聲稱，但更多是以玩笑的口吻），安德斯被認為是第一張地出照片的拍攝者。

安德斯繼續拍照，洛威爾開始操縱航天器以讓博爾曼有時間休息。由於航天器裡噪音很大，睡眠始終很困難，不過博爾曼還是在接下來環繞月球的兩週裡小睡了一會兒。他本來準備在詢問 “服務推動系統” 情況時起來，但在被告知一切正常後繼續休息。

博爾曼在他聽到兩位搭檔開始出錯時醒來。安德斯和洛威爾開始不能理解指揮中心的提問，並且要求重複某些資料才能聽清。博爾曼發現由於三天來大家都沒能睡個好覺，每個人都極其疲倦。作為指令長，他命令安德斯和洛威爾開始睡覺，飛行計劃中其他觀測月球的任務都被取消。起初安德斯說他沒事，要求繼續工作，但博爾曼沒有改變主意。最後安德斯在博爾曼繼續將攝像機架在視窗自動拍攝月球表面後答應睡覺。博爾曼還記得計劃中的第二次電視轉播，由於太多人都在期待著觀看，他要求兩位搭檔不要睡過頭。環繞月球第七和第八週時安德斯和洛威爾在休息而博爾曼負責工作。

在環繞月球第九周時，第二次電視轉播開始。博爾曼介紹了包括他自己在內的三位宇航員，然後是每個人講述月球給他們留下的印象。博爾曼將月球描述為 “廣闊、寂寞，又有些難以接近的星體，或者說是廣闊的空虛”。在表述完他們正飛越的月球表面之後，安德斯說他們有一個給地球上所有人的資訊。三人朗讀了《聖經・創世記》的前十節，然後祝地球上的所有人聖誕節快樂，結束了轉播。

接下來唯一的工作是地球轉移軌道射入（Trans-Earth Injection，TEI），這在轉播結束後兩個半小時進行。這是整個任務中最關鍵的一次點火。如果服務推進系統不能成功點火，那麼三位宇航員會被困在月球軌道中，只有五天的氧氣，也沒有其他機會離開月球。跟前幾次點火一樣，這一次也是在航天器飛越月球背面與地球失去聯絡時進行。

點火準時開始。航天器與地球的聯絡在飛行時間 89 小時 28 分鐘 39 秒準時恢復，與計劃時間完全一致。通訊恢復之後，洛威爾說道 “請你們聽著，聖誕老人確實存在”。地面通訊員肯・馬丁利回覆道：“確認，你們是最適合發現這一秘密的人”。當時正值 1968 年的聖誕節。

4.5 意外的人工重新對準

在此之後，洛威爾使用了一些閒置時間進行了一些導航觀測，使用計算機鍵盤調整航天器以觀測一些星體。但是，一次錯誤的輸入擦除了電腦儲存的部分資訊，使慣性測量組合（inertial measuring unit，IMU）認為航天器正處於起飛前的相對位置，並自動啟動推進器以 “糾正” 其姿態。

當三位宇航員意識到計算機修改航天器飛行姿態的原因後，他們發現需要重新向計算機輸入資料，以告訴計算機航天器的真正位置。洛威爾透過調整推進器將參宿七與天狼星對齊，花了十分鐘時間去計算出正確的數字，又用了十五分鐘將正確資料輸入計算機。

十六個月之後，洛威爾在更加嚴重的情況下又進行了一次類似的人工對準。在執行阿波羅 13 號任務時，航天器的慣性測量組合甚至必須被關閉以節省電力。在他 1994 年出版的書《丟失的月球：危機重重的阿波羅 13 號》（Lost Moon: The Perilous Voyage of Apollo 13；電影阿波羅 13 號發行後改名為《阿波羅 13 號》）中，洛威爾寫道：“我（在阿波羅 8 號中）接受的訓練變得非常有用！” 在書中，他將阿波羅 8 號的人工重新對準事件描繪為地面人員要求進行的 “計劃中的試驗”。但後來的採訪中，洛威爾承認阿波羅 8 號的人工重新對準是他的失誤造成的一次事故。

4.6 返回地球與重新進入大氣層

返回地球的過程對於宇航員來說主要是一個放鬆並監視航天器的過程。只要軌道專家們的計算都正確無誤，航天器就會在地球轉移軌道射入兩天半後進入大氣層並墜落在太平洋中。

聖誕節的下午，三位宇航員進行了第五次也是最後一次電視轉播。這一次他們再次介紹了整個太空艙，展示了宇航員的太空生活。在結束轉播後，他們在食品櫃裡發現了來自迪克・斯雷頓的聖誕禮物 —— 塞了餡的火雞肉，以及三小瓶未開封的白蘭地。宇航員們還發現了來自各自妻子的聖誕禮物。

在平靜的兩天後，宇航員們開始準備進入大氣層。計算機會自動控制進入過程，宇航員們只需要將航天器置入正確姿態並確保航天器朝上。如果計算機失靈，博爾曼將會接替。

在與服務艙分離後，唯一的工作就是靜靜等待。在指令艙接觸大氣層前六分鐘，宇航員們看見月球在地平線上升起，這與軌道專家們的計算相符。在進入外大氣層後，他們注意到窗外由於航天器周圍的等離子體而開始變得朦朧。航天器開始減速，減速度（負加速度）最高時達到 6G（59 米 / 秒 ²）。計算機透過調整飛行姿態控制著降落過程，阿波羅 8 號在向海面降落之前短暫地上升。在高度為 9 千米時，漏斗形減速傘使航天器開始穩定，高度降為 3 千米時三個主降落傘開啟。航天器的準確降落地點為。

當航天器落入水中時，降落傘使其上下顛倒，保持二號穩定位置（Stable 2 position）。三米高的海浪將指令艙搖來搖去，博爾曼出現不適，等待著漂浮氣囊使航天器穩定。由於降落時間在天亮之前，降落 43 分鐘後，來自約克鎮號航母的第一名蛙人才到達航天器。45 分鐘後，三位宇航員被運到航空母艦的甲板上。

指令艙目前在芝加哥科學與工業博物館，同時展出的還有洛威爾捐獻的一些在任務中使用的個人物品，以及博爾曼的宇航服。洛威爾的宇航服目前在航空航天局的格倫研究中心。

歷史重要性

阿波羅 8 號的歷程發生在 1968 年，一個多災多難的年度。《時代》雜誌選擇了阿波羅 8 號的 3 位宇航員作為年度人物，以認可他們在剛過去的一年中對人類的貢獻。他們首次做到了離開地球引力影響並環繞另一個天體；他們在成員本身安全係數僅有 50% 的情況下成功完成了任務。阿波羅 8 號的影響可以由任務後博爾曼收到的一個陌生人發給航空航天局的電報來總結：“阿波羅 8 號，謝謝你們。你們拯救了 1968 年。”

整個任務留下的最重要的畫面之一就是 “地出”（地球在月球的地平線上出現）的照片，在環繞月球軌道第四周時拍攝。儘管這張照片並不是人類拍攝的第一張，更不是最後一張完整地球照片，但這是人類第一次拍攝到真正的地出場景。一些人認為這張照片是環境保護運動的開始，1970 年就有了第一次世界地球日。

阿波羅 8 號是 1962 年由約翰・格倫執行的水星 6 號首次環繞地球軌道之後媒體報道範圍最廣的太空任務。共有約 1200 名記者報道了這次任務，其中英國廣播公司（BBC）的報道在 54 個國家透過 15 種語言播出。蘇聯的《真理報》甚至在報道時沒有加入往常的反美評論。據估計，當時全球四分之一的人口都觀看了現場直播或是平安夜前播放的錄影 —— 阿波羅 8 號第九次環繞月球軌道的節目；這次節目在世界範圍內的影響堪稱巨大。任務結束後在世界各地出席活動時，博爾曼會見過教宗保祿六世，教宗告訴他：“我一生都在努力向世界說出你在平安夜時所說的話”。

無神論者麥達琳・默裡・歐黑爾後來因為阿波羅 8 號宇航員朗讀創世記而起訴美國國家航空航天局，導致了大量的爭議；她希望法庭禁止身為政府僱員的美國宇航員們在太空公開進行宗教活動。這個要求被法庭駁回，但也使航空航天局在阿波羅計劃接下來的任務中要求宇航員不要在太空公開議論關於宗教的問題。執行了阿波羅 11 號的巴茲・奧爾德林在登月後進行了聖餐禮；他多年都沒有揭露這件事，當時僅僅是間接地提起過。

任務徽章

阿波羅 8 號的任務徽章中間有一個環繞著地球和月球的數字 8，上面寫著三位宇航員的名字。徽章背景為藍色，三角的形狀來自於阿波羅指令艙的外形。