Apollo 8

Lennon suunnittelu

Syyskuussa 1966 Nasa ilmoitti, että kolmannen miehitetyn Apollo 8 -lennon miehistöön kuuluisivat Frank Borman, Michael Collins ja William Anders. Collinsin tilalle valittiin Jim Lovell heinäkuussa 1968, sillä Collins joutui leikkaukseen. Hän toipui ja pääsi kuulennolle myöhemmin, jolloin hänestä tuli komentomoduulin pilotti Apollo 11 -lennolle.
Syyskuussa 1967 Manned Spacecraft Center Texasin Houstonissa ehdotti, että tehtäisiin muutamia lentoja, joilla valmisteltaisiin ihmisen mahdollista laskeutumista Kuuhun.

Valmistautuminen ja laukaisu

Nasa valmistautui lentoon ainoastaan neljä kuukautta. Lennossa käytettyä laitteistoa oli käytetty vain muutaman kerran – Saturn V -kantoraketti oli laukaistu ainoastaan kahdesti, ja Apollo-avaruusalus oli vasta lopettanut ensimmäisen miehitetyn lentonsa, Apollo 7:n. Saturn V -kantorakettia käytettiin nyt ensimmäistä kertaa miehitetyssä lennossa. Alun perin Apollo 8 -lento oli suunniteltu komento- ja kuumoduulin testaamista varten Maan kiertoradalla, mutta suunnitelmaa muutettiin kunnianhimoisemmaksi Kuun kiertoratatehtäväksi. Näin tehtiin, koska kuumoduulin valmistuminen viivästyi. Lento asetti miehistön koville, koska siihen valmistauduttiin niin lyhyen aikaa.
Apollo 8 laukaistiin Kennedy Space Centeristä 21. joulukuuta 1968 kello 12:51,00 UTC. Laukaisu tuntui miehistä pehmeältä, ja laukaisun ääni kuulosti etäiseltä ukkosenjyrinältä astronauttien korviin. Raketti nousi kiihtyvällä vauhdilla 500 metriä pitkä lieska perässään. Toisen rakettivaiheen käynnistyminen hyppäytti astronautteja 4 g:n kiihtyvyydellä. Astronautit pysyivät turvavöissään. Toisen vaiheen palaessa raketti tärisi rajusti niin sanotun pogo-ilmiön takia.
Apollo-alus ja kantoraketin kolmas, viimeinen vaihe Saturnus IVB kiersivät 12 minuuttia laukaisun jälkeen matalalla paikoitusradalla Maata suunnitelman mukaan. Ensimmäisenä jännitettiin, käynnistyykö S-IVB-vaihe toisen kerran niin että alus lähtee matkaan kohti Kuuta. Miehittämättömässä testissä SIV-B ei ollut käynnistynyt toista kertaa. Kolmannen vaiheen toinen poltto eli nk. TLI onnistui ja lähetti aluksen kohti Kuuta. Polton jälkeen S-IVB irrotettiin aluksesta. Nyt Apollon komento/huoltoalus CSM oli matkalla kohti Kuuta nopeudella 10 822 m/s. Tämä oli hiukan alle pakonopeuden 11 200 m/s mutta silti miehitetyn lennon nopeusennätys Maan suhteen. Alus pantiin pyörimään hitaasti akselinsa ympäri lämpötilan tasaamiseksi, sillä avaruudessa on Maan etäisyydellä auringonpaisteessa kuuma ja varjossa kylmä. Jos näin ei olisi tehty, aluksen happi ja polttoaine olisivat saattaneet karata säiliöistä, ja lämpökilpi rikkoutua. Ensi kertaa ihminen näki koko Maan yhdellä silmäyksellä. Miehistö läpäisi Van Allenin säteilyvyöhykkeet, ja sai säteilyä lennon loppuun mennessä vain 1,6 milligraytä. Kun astronautit irrottivat turvavyöt, painottomuudessa liikkuminen aiheutti avaruussairauden. Borman voi erittäin pahoin. Borman voi vielä aamulla pahoin ja oksensi ohjaamoon, ja kärsi ripulista. Oksennus leijui pieninä pallosina. Bormanin sairaus johtui vaikeudesta sopeutua painottomuuteen, vaikka Borman veikkasi syyksi unilääkettä tai flunssaa. Painottomuus muuttui vaikeaksi, koska astronautit liikkuivat aluksessaan. Astronautit eivät nähneet pitkään aikaan Kuuta aluksestaan aluksen ikkunoiden pienuuden ja asennon takia. Jos kuu olisi näkynyt, se olisi näyttänyt astronauteista kapealta sirpiltä. Puolimatkassa astronautit korjasivat aluksen kurssia onnistuneesti.

Kuun läheisyydessä

Alus saapui jouluaattona rajalle jossa Maan ja Kuun vetovoima ovat yhtä voimakkaita 55 tunnin ja 40 minuutin lennon jälkeen. Tämän jälkeen Kuun vetovoima vaikutti alukseen enemmän kuin Maan vetovoima. Alus oli 62 000 km:n päässä Kuusta, ja sen nopeus oli noin 1200 m/s. Nyt aluksen vauhti alkoi kiihtyä, kun Kuu veti sitä puoleensa. Toinen radankorjaus oli tarpeen. Apollo 8 oli nyt radalla, joka toisi sen Kuun taitse turvallisesti Maahan, mutta lennon tavoite oli asettua Kuuta kiertävälle radalle. Tämä oli riskialtis toimenpide. Kuun radalle oli määrä asettua käyttämällä aluksen päämoottoria tietyn ajan. Jos käyntiaika olisi liian lyhyt, alus sinkoutuisi avaruuteen. Jos käyntiaika olisi liian pitkä, alus syöksyisi Kuuhun. Molemmissa tapauksissa astronautit olisivat menettäneet henkensä. Sekä aluksessa että Maassa jännitettiin moottoriajon onnistumista.
Alus häipyi Kuun taakse, ja radioyhteys Maahan katkesi. Miehistö valmisteli sen jälkeen 10 minuuttia kiertoradalle asettumiseen johtavaa jarrutuspolttoa LOI-1. Vasta nyt astronautit näkivät kapeakulmaisista ikkunoistaan Kuun, mutta heillä oli aikaa ihailla näkymää vain kaksi minuuttia ennen jarrutuspolttoa. Aluksen päämoottori SPS paloi 4 minuuttia 13 sekuntia. Komentajan mielestä se oli hänen elämänsä pisin neliminuuttinen. Sen päättyessä alus ilmestyi Kuun takaa. Radioyhteys oli ollut poikki 20 minuuttia, mikä oli laskettu aika. Poltto oli tapahtunut oikein.
Alus oli asettunut vain hieman soikealle 311,1 x 111,8 km:n korkuiselle Kuuta kiertävälle radalle, jonka kaltevuus oli 12°. Toisen kierroksen jälkeen tehtiin korjauspoltto LOI-2, joka pyöristi aluksen rataa. Tämän jälkeen aluksen rata oli lähes ympyrämäinen 112,7 km x 114,7 km.
Miehistö otti kiertoradalla satoja kuvia Kuusta.  Ensimmäisinä ihmisinä he pääsivät nääkemään kuun maahan näkymättömän puolen.
Apollo 8 kiersi Kuun kymmenen kertaa jouluaaton ja joulupäivän välisenä aikana. Jouluaamuna, Kuun kiertoradalla, Anders luki Raamatun luomiskertomuksen ja se lähetettiin televisiossa ja radiossa ympäri maailman. American Atheists -järjestö yritti haastaa  tämän vuoksi Nasan oikeuteen valtion uskonnollisen puolueettomuuden rikkomisesta, mutta Yhdysvaltain korkein oikeus ei ottanut asiaa käsiteltäväkseen, sillä se ei katsonut toimivaltansa ulottuvan Kuuhun saakka. Myöhemmän kuuohjelman aikana Nasa oli aiheesta tarkempi.

Paluu

Varhain jouluaamuna lähdettiin takaisin kohti Maata, taas jännitettiin käynnistyisikö Apollon päämoottori. Moottori käynnistyi, ja aluksen vauhti kiihtyi alussa nopeuteen 1 km/s. Paluumatka sujui rauhallisesti. Kun alus läheni Maata, Maa veti sitä puoleensa. 16 664 km:n korkeudessa huoltomoduuli irrotettiin kartiomaisesta komentoaluksesta. Aluksen nopeus oli 9,7 km/s.
Alus syöksyi ilmakehään 39 101 km/h nopeudella, ja aluksen nopeus hidastui rajusti. Hidastuvuus oli suuri, jopa 7 g. Aluksen lämpökilpi höyrystyi ja ympäröi aluksen tulipallolla. Aluksen vauhti hidastui lopulta nopeuteen 60 m/s.
Apollo 8 laskeutui mereen pimeässä laskuvarjojen varassa 27. joulukuuta 1968 onnistuneen lennon jälkeen. Miehistön ja moduulin poimi merestä lentotukialus USS Yorktown. Laskeutuminen tapahtui niin tarkasti, että lentotukialuksen oli väistettävä. 
Apollo 8 -lennon menestys oli merkittävä askel presidentti John F. Kennedyn asettamalle tavoitteelle – laskeutua Kuuhun ennen vuosikymmenen loppua. Apollo 8:n lennon onnistuminen oli selvä merkki siitä, että Apollo 11:n laskeutumislento voisi onnistua.