آپولو ۸
مأموریت > پرتاب و مانور در دور ماه

آپولو ۸ در ساعت ۷:۵۱:۰۰ در منطقه زمانی شرقی در ۲۱ دسامبر سال ۱۹۶۸، و با استفاده از پرتاب سه مرحله‌ای ساترن ۵ متشکل از S-IC, S-II، و S-IVB پرتاب شد تا به مدار زمین برسد. مرحله پرتاب تنها با سه مشکل کوچک روبه‌رو شد: موتور مرحله اول ۰٫۷۵ درصد عملکردش پایین‌تر از مقدار عادی بود، و موجب شد موتور ۲٫۴۵ ثانیه بیشتر از مقدار برنامه‌ریزی شده روشن باشد، و در انتهای زمانی که موتور دوم روشن بود، موشک تحت نوسان پوگو قرار گرفت. فرانک بورمن تخمین می‌زند میزان نوسان ۱۲ هرتز بوده‌است.
تمام سه مرحله موشک در طول پرتاب صورت گرفتند؛ S-IC و S-II در طول پرتاب جدا شدند. S-IC در اقیانوس اطلس و ۳۰°۱۲′N 74°۷′W و S-II در ۳۱°۵۰′N 37°۱۷′W اتفاق افتاد. سومین مرحله پرتاب در رسیدن فضاپیما به مدار زمین کمک کرد، اما زمان تزریق به دور ماه و حرکت فضا پیما به سمت مدار ماه به فضاپیما چسبیده بود.
زمانی که فضاپیما در مدار زمین قرار داشت، خدمه آن و تیم مرکز کنترل مأموریت کریستوفر کرفت، ۲ ساعت و ۳۸ دقیقه به‌طور مداوم مشغول بررسی فضاپیما بودند تا اطمینان حاصل کنند که همه چیز سالم و آماده حرکت به سمت مدار ماه است. اجرای صحیح مرحله سوم خیلی حیاتی بود: در آخرین مأموریت بدون سرنشین، S-IVB نتوانست موتورها را بار دیگر برای رفتن به سمت مدار ماه روشن کند.
سه عضو تیم کمکی، به‌طور مستقیم و با برنامه‌ای چرخشی از روی زمین با خدمه اصلی در ارتباط بودند. این افراد تنها کسانی بودند که به‌طور مداوم با خدمه ارتباط برقرار می‌کردند. بعد از آغاز ارتباط رادیویی بین فضاپیما و زمین، مایکل کالینز اولین عضو تیم کمکی بود که به مدت ۲ ساعت و ۲۷ دقیقه و ۲۲ ثانیه با خدمه در ارتباط بود، «آپولو ۸، به سمت مدار ماه حرکت کنید.» این مکالمه حاکی از این است که تیم کنترل مأموریت به آپولو ۸ اجازه می‌دهد به سمت ماه حرکت کند. در طول ۱۲ دقیقه قبل از آغاز مرحله سوم، خدمه آپولو ۸ مشغول انجام بررسی‌های لازم فضاپیما و S-IVB شدند. موتور به موقع روشن شد و مأموریت شروعی امیدوارانه داشت.
بعد از اینکه S-IVB وظیفه خود را به اتمام رساند، از فضاپیما جدا شد. سپس خدمه، فضاپیما را چرخاندند تا از مرحله پشت سر قرار گرفته، تعدادی عکس بگیرند و سپس به همراه آن شروع به پرواز کردند. زمانی که خدمه فضاپیما را چرخاندند، برای اولین بار زمین را دیدند که در حال دور شدن از آن بودند. این اولین باری بود که بشر تمام کره زمین را به چشم خود دید. بورمن نگران بود که S-IVB به سفینه فرماندهی و خدمات آپولو خیلی نزدیک است، و به تیم کنترل مأموریت پیشنهاد داد خدمه مانوری جدا اجرا کنند. تیم کنترل مأموریت پیشنهاد داد که فضاپیما با نشانه‌گیری زمین، از پیشرانه سیستم کنترل عکس‌العمل مربوط به سفینه فرماندهی استفاده کند و با سرعت ۰٫۹۱ متر بر ثانیه از زمین دور گردد، اما بورمن نمی‌خواست دید S-IVB را از دست دهد. تیم کنترل مأموریت و خدمه، بعد از بحث، تصمیم گرفتند در همین مسیر حرکت کنند، اما سرعت ۲٫۷ متر بر ثانیه را به کار گرفتند. این بحث‌ها سبب شد خدمه یک ساعت از برنامه خود عقب بمانند.
تیم کنترل مأموریت، بعد از پنج ساعت، فرمانی به تقویت‌کننده S-IVB فرستاد تا سوخت باقی‌مانده را از طریق زنگ موتور خارج کند و مسیر تقویت‌کننده را تغییر دهد. سپس S-IVB از ماه عبور کرد و وارد مدار خورشید شد، و هیچ خطری را برای آپولو ۸ ایجاد ننمود. S-IVB متعاقباً وارد واحد نجومی ۰٫۹۹ در ۰٫۹۲ مدار خورشیدی شد که دوره گردشش به دور خورشید ۳۴۰٫۸۰ روز بود.
خدمه آپولو ۸ اولین افرادی بودند که از کمربند وان آلن در فاصله ۲۴۰۰۰ کیلومتری زمین عبور کردند. دانشمندان پیش‌بینی می‌کردند عبور از کمربند با سرعتی به فراوانی سرعت فضاپیما می‌تواند سبب ایجاد تشعشعی شود که مقدار آن همانند پرتو ایکس یا یک میلی‌گری است (انسان به‌طور میانگین سالانه ۲ تا ۳ میلی‌گری دریافت می‌کند). برای ثبت دوز دقیق تشعشع، به هر خدمه، دوزیمتری وصل شده بود که اطلاعات را به زمین می‌فرستاد و در نتیجه مجموع تشعشع هر خدمه معین می‌گشت. در پایان این مأموریت، این خدمه تشعشع میان‌گین ۱٫۶ میلی‌گری را تجربه کردند.
بعد از پرتاب سفینه به سوی مدار ماه، ساترن IVB مرحله سه به جسمی به درد نخور تبدیل شد که قرار است برای سال‌های طولانی به دور خورشید بچرخد. طبق بررسی‌های سال ۲۰۱۳، این موشک هنوز در مدار قرار دارد.