stanford-oval/wikipedia huggingface dataset:
תוכנית אפולו
פיתוח התוכנית > היערכות

לשם הוצאתה לפועל של תוכנית אפולו נדרשה נאס"א לכוח אדם רב. בין 1960 ל־1963 עלה מספר המועסקים של נאס"א מ־10,000 ל־36,000. התוכנית דרשה גם מתקנים ראויים שבהם ניתן היה לפתח את התוכנית, ועל כן הקצתה נאס"א לתוכנית שלושה מרכזי חלל:
מרכז טיסות החלל המאוישות (MSC) (לימים יהפוך למרכז החלל ג'ונסון – JSC) הוקם ב־1961 אך בנייתו החלה רק באפריל 1962 על יד יוסטון, טקסס. תפקידו של המרכז הוא לתכנן את חלליות התוכנית, לאמן את האסטרונאוטים שישתתפו בתוכנית, ולנהל את המשימות מהשיגור ועד לנחיתה. בין מתקני המרכז היו מרכז בקרה, סימולטורים לאימון על החלליות, ואזורים שדימו את חוסר המשקל בחלל ואת קרקע הירח. את המרכז ניהל רוברט גילרות', מהנדס לשעבר ב־NACA (הסוכנות שקדמה לנאס"א), ששיחק תפקיד מרכזי בתוכנית החלל האמריקאית החל מ־1958. המרכז לקח חלק גם בתוכנית ג'מיני, שהייתה למעשה תוכנית הכנה לקראת תוכנית אפולו. המרכז העסיק ב־1964‏ 15,000 עובדים.
מרכז טיסות החלל מרשל (MSFC) נחנך ביולי 1961 ברדסטון ארסנל, שבהאנטסוויל, אלבמה, ונבנה על שטחים שהיו שייכים לפני כן לסוכנות הצבאית לטילים בליסטיים. המרכז העסיק מדענים ומהנדסים גרמניים רבים, שהשתתפו בפיתוח טיל ה־V-2 בתקופת מלחמת העולם השנייה עבור גרמניה הנאצית. ורנר פון בראון היה ראש הסוכנות, והוא נשאר בתפקיד זה עד ל־1970. תפקיד המרכז היה לפתח את משגרי התוכנית – משגרי הסטורן, וכן מערכות ורכיבים נוספים, כולל רכב הנדידה הירחי.
מרכז החלל קנדי (KSC) הוקם ביולי 1962 כ"מרכז לפעולות שיגור", אך בעקבות רצח קנדי שונה שמו לזה הנוכחי. תפקידו של המרכז, שהוא למעשה נמל חלל, היה להכין את המשגרים, החלליות והאסטרונאוטים לשיגור, ולפקח על שיגורם. המרכז הוקם במריט איילנד, פלורידה, בסמוך לנמל החלל קייפ קנוורל ממנו בוצעו השיגורים של תוכניות מרקורי וג'מיני (ותוכניות לא מאוישות נוספות). המרכז כלל (וכולל גם היום) אזור שיגור יחיד – LC-39 – בו שני כני שיגור, שנבנו במיוחד לשימוש משגרי הסטורן העוצמתיים (בסוף שנות ה־70 הוסבו הכנים לשימוש מעבורות החלל ונכון ל־2012 עוברים הסבה לשימוש המערכת העתידית, SLS), ומתקן הרכבה בעל נפח עצום (3,665,000 מ"ק) בתוכו ניתן היה להרכיב מספר משגרים במקביל. זחל ענק שימש להעברת המשגרים ממתקן ההרכבה אל כן השיגור. השיגור הראשון מהמרכז היה שיגור משימת אפולו 4 הבלתי מאוישת ב־9 בנובמבר 1967.
מתקנים נוספים של נאס"א לקחו גם הם חלק בתוכנית אפולו ובתוכניות שהובילו אליה, אך לא בצורה משמעותית כמו המתקנים שצוינו לעיל. במרכז החלל ג'ון סטניס שהוקם ב־1961 במיסיסיפי נבחנו מנועים ששימשו את משגרי הסטורן והחללית אפולו. במרכז המחקר איימס שבקליפורניה, שהוקם כבר ב־1939 והועבר לידי נאס"א עם הקמתה ב־1958, פותחו מערכות החדירה לאטמוספירה של החללית אפולו. המעבדה להנעה סילונית בקליפורניה, שהתמחתה (ועדיין מתמחה) בבניית והפעלת גשושיות, הוציאה לפועל את תוכניות ה"סיור" (כדוגמת סרוויור) שקדמו לתוכנית אפולו.
פיתוח התוכנית > אתגרים

במעט יותר מ־8 שנים (מהצגת התוכנית על ידי קנדי ועד לתאריך היעד שהציב) היה על נאס"א לגבור על אתגרים חסרי תקדים בתחומים הטכנולוגיים, הארגוניים והכלכליים:
המשגר ששימש לשיגורו של אלן שפרד לטיסתו התת־מסלולית ב־5 במאי 1961, היה המרקורי־רדסטון, שפותח מהרדסטון, טיל בליסטי לטווח בינוני שנכנס לשירות ב־1958. משגר זה יכול היה לשאת כ־2 טונות של מטען לטיסה תת־מסלולית. האטלס LV-3B ששימש לשיגור המשימות המסלולית בתוכנית מרקורי יכול היה לשאת מטען של פחות מטון וחצי, אך לטיסה מסלולית. לשם הנחתת אדם על הירח, נדרשה נאס"א למשגר שיוכל לשאת 120 טון לטיסה מסלולית – אתגר עצום. ורנר פון בראון החל להתמודד עם אתגר זה כבר ב־1958, כאשר החל לפתח שיטה לאיחוד מספר מנועים ("אשכול מנועים") המונעים במימן נוזלי, בעלי עוצמה רבה, לשלב יחיד של משגר. תוכנית הפיתוח, שהחלה תחת אחריות ABMA, הועברה, יחד עם פון בראון וצוותו, לאחריות מרכז טיסות החלל מרשל שהוקם ביולי 1960. מאוחר יותר קיבלה תוכנית הפיתוח את השם סטורן.
שני מנועים רקטיים חדשים, (F-1 ו־J-2) פותחו גם הם עבור התוכנית. פיתוח מנוע ה־F-1, אשר נכון להיום הוא המנוע העוצמתי ביותר מסוגו, כלל את יישומן של שיטות פיתוח ובנייה יוצאות דופן (המנוע שרף 2.5 טונות של דלק וחמצן נוזלי כל שנייה), ונמשך זמן רב בעקבות בעיות חוסר יציבות בתא הבעירה. שלבו השני של הסטורן V‏ (S-II) נתקל גם הוא בקשיי פיתוח בגלל מכל המימן העצום שלו והדרישה להפחתה במשקלו.
פיתוח החללית אפולו, המורכבת מה־CSM (תאי הפיקוד והשירות) ומרכב הנחיתה הירחי, היה אחד האתגרים הקשים ביותר בתוכנית. ה־CSM היה כלי בגודל עצום ביחס לחלליות האמריקאיות הקודמות ומשקלו הגיע ליותר מ־30 טון. רכב הנחיתה הירחי היה כלי שנועד למלא תפקיד שלא נוסה מעולם, שהיה אמור לעבוד בתנאי שטח שמעולם לא נבחנו קודם לכן, ושפותח למרות חוסר הניסיון בתחום. הבעיות שצצו בעת פיתוחו, כולל בעיות משקל יתר, בעיות תוכנה ובעיות מנוע כמעט והובילו לביטול תוכנית הנחיתה. דרישות האמינות והבטיחות המחמירים שהוצבו לחללית ולמשגרים (הסיכון לאובדן הצוות היה צריך להיות פחות מ־0.1%) היוו אתגר משמעותי נוסף.
תוכנית הפיתוח נתקלה בקשיים רבים, שנפתרו רק בעזרת תקציבים נוספים, שהאמירו והגיעו לשיאם ב־1965. באותה שנה היה התקציב לתוכנית אפולו בלבד כ־3% מתקציב הממשל הפדרלי (תקציב נאס"א באותה שנה היה 5.5% מהתקציב הפדרלי). פתרון הקשיים התאפשר גם בעזרת גיוס מנהלים מכל הדרגים ומכל התחומים שפיקחו על התקדמות התוכנית ופתרו משברי תכנון, פיתוח וניהול.
|  | 1959 | 1960 | 1961 | 1962 | 1963 | 1964 | 1965 | 1966 | 1967 | 1968 | 1969 | 1970 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| תקציב נאס"א | 145 | 401 | 744 | 1,257 | 2,552 | 4,171 | 5,093 | 5,993 | 5,426 | 4,724 | 4,253 | 3,755 |
| תקציב תוכנית אפולו |  |  |  | 535 | 1,285 | 2,270 | 2,510 | 2,970 | 2,910 | 2,556 | 2,025 | 1,750 |
| תקציב נאס"א ב־% מסך התקציב הפדרלי | 0.2 | 0.5 | 0.9 | 1.4 | 2.8 | 4.3 | 5.3 | 5.5 | 3.1 | 2.4 | 2.1 | 1.7 |
בחינת רכיבי התוכנית בפעולה הייתה תהליך חיוני ביותר גם הוא. תהליך הבחינה היווה כ־50% מעבודת הפיתוח, ובתוכניות החלל הקודמות של ארצות הברית בוצעו בצורה ידנית כמעט לחלוטין. בתוכנית אפולו לעומת זאת, נעשה שימוש בפעם הראשונה במערכות מחשוב, שהתפתחו במהירות הודות לתוכנית. מערכות אלה אפשרו לבצע מדידות של מאות נתונים במהלך המבחנים, ובכך היו יכולים המהנדסים והמדענים להתמקד בפירוש המדידות ולא בביצוען.
פיתוח התוכנית > אמינות ובטיחות

כשהתחילה תוכנית אפולו הייתה נאס"א רגישה מאוד לנושאי בטיחות. שיגור אדם אל הירח מסוכן הרבה יותר משיגור אדם למסלול סביב כדור הארץ. במקרה של בעיה במסלול סביב כדור הארץ, ניתן לנחות בקלות יחסית על ידי הפעלת מנועי האטה וחדירה לאטמוספירה, אך לאחר שחללית עוזבת את מסלול כדור הארץ, על מערכות החללית לפעול ללא רבב אם בכוונתה לנחות חזרה בכדור הארץ. נאס"א קבעה כי על רכיבי התוכנית לעמוד בהסתברות של 99% להשלמת המשימה ו־0.1% לאיבוד הצוות (הסיכון עסק ברכיבים בלבד ולא בתנאי המשימה).
החלטות טכניות ומבניות להבטחת אמינות ובטיחות החללית נעשו בעת פיתוח ובניית החללית אפולו. החלליות השתמשו בדלק היפרגולי, שניצת מיד עם מגעו במחמצן, וחוסך את הצורך במערכת הצתה מועדת לתקלות. שמירת הלחץ בחלליות נעשתה באמצעות גז הליום ולא באמצעות מערכת שאיבה העלולה להתקלקל. כדי להגביר את הבטיחות תכננה נאס"א לתת לאסטרונאוטים את הכלים והידע הדרושים לשם תיקון החללית בחלל או בירח, אך הדבר דרש אימונים מסובכים, למידת מערכות מסובכות ונשיאת כלי עבודה ורכיבי חילוף, ולכן הרעיון ננטש ב־1964. במקום זאת הוחלט להוציא את האסטרונאוטים לסיורים באתרי פיתוח ובניית החלליות ולשתפם בתוכניות הפיתוח.
החלליות צוידו במערכות גיבוי שיכלו לפעול פחות או יותר ברמתן של המערכות המקוריות. מערכת הניווט של רכב הנחיתה הירחי כללה מערכת גיבוי, שנבנתה על ידי חברה שונה מזאת שפיתחה את המערכת הראשית, זאת כדי להפחית את ההסתברות שאותה תקלה תחזור על עצמה. ארבעת אשכולות המנועים של מערכת בקרת הגישה של החללית היו בלתי תלויים אחד בשני, והיו יכולים לפעול כולם יחד או כל אחד בנפרד. מערכת הבקרה התרמית כללה גיבוי, כל המעגלים החשמליים שוכפלו, וכגיבוי לאנטנת התקשורת הראשית הותקנו שתי אנטנות קטנות יותר. הרכיב היחיד שעבורו לא ניתן היה ליצור גיבוי היה מנוע רכב הנחיתה הראשי, ובשל כך בוצעו מבחנים רבים בתנאים ריאליסטיים ככל הניתן, כדי לספק את רמת הבטיחות שנדרשה מרכיב זה.
פיתוח התוכנית > ברקע: התוכנית הסובייטית לכיבוש הירח

מאז שיגור ספוטניק 1 באוקטובר 1957 הובילה תוכנית החלל הסובייטית, ומנהיגיה שאפו שברית המועצות תקדים את ארצות הברית במרוץ לחלל. למנהיגי ארצות הברית, וכן לציבור הרחב, לא היה ספק שברית המועצות תיזום תוכנית חלל מאוישת לחקר הירח במטרה לנחות עליו ולזכות ביוקרה הנלווית. ואולם, נשמעה הצהרה יחידה בלבד של מנהיג סובייטי ב־1961 בדבר כיבוש הירח, ומאז לא התגלה אף מידע נוסף בקשר לתוכנית שכזו. בעקבות זאת, מספר נציגים בקונגרס האמריקאי החלו לערער על הצורך בתקציב גדול כל כך לתוכנית. מנהלי נאס"א לעומת זאת, שחששו כי הסובייטים יגיעו לירח לפניהם, הפעילו לחץ על לוח הזמנים של התוכנית, במטרה לשגר משימה אל הירח מוקדם ככל האפשר. ישנם הטוענים שזוהי הסיבה שבגללה שוגרה אפולו 8 בסוף 1968 לטיסה סביב הירח, טיסה שלא הייתה מתוכננת בלוח הזמנים המקורי של התוכנית (פירוט בהמשך). בשנה שלאחר מכן ירד הלחץ, וביולי 1969 שוגרה אפולו 11 ונחתה על הירח. במהלך שנות ה־70 של המאה ה־20 לא נחשף אף מידע אודות תוכנית סובייטית לכיבוש הירח, ולאחר "ההתפכחות" מתוכנית אפולו כתב העיתונאי האמריקאי וולטר קרונקייט כי תוכנית אפולו הייתה מיותרת מפני ש"הסובייטים כלל לא השתתפו במרוץ". רק בסוף שנות ה־80, עם הנהגת מדיניות הגלאסנוסט בברית המועצות, החל להופיע מידע אודות התוכנית הסובייטית, ועם התפרקות ברית המועצות בתחילת שנות ה־90, התפרסם מידע רב אודות התוכנית.
הסתבר, כי בתחילת שנות ה־60 של המאה ה־20 החלה תוכנית החלל המאוישת של ברית המועצות, שהובילה עד אז על פני ארצות הברית, להיכנס לקיבעון. סרגיי קורוליוב, מגדולי מהנדסי החלל הסובייטים, החל לתכנן את משגר ה־N-1 הענק, שדרש את פיתוחם של מנועים קריוגניים שישתמשו במימן (בדומה למשגרי הסטורן). אך ולנטין גלושקו, שהיה אחראי על פיתוח מנועים לתוכנית החלל הסובייטית, סירב לפתח מנוע שכזה. ביוני 1961 ביקש מזכירו הראשי של נשיא ברית המועצות ניקיטה חרושצ'וב מ"יריבו" של קורוליוב, ולדימיר צ'לומיי, לפתח משגר חדש, הפרוטון, וחללית ירחית, ה־LK, שישמשו למשימה סביב הירח. קורוליוב בתגובה הציע להנחית אדם על הירח באמצעות חללית סויוז ונחתת L3. רק ב־3 באוגוסט 1964, 3 שנים אחרי ההכרזה על תוכנית אפולו, הורה חרושצ'וב להתחיל להוציא לפועל את התכנונים ולהצטרף למרוץ לכיבוש הירח: תוכנית זונד, שהשתמשה במשגרי פרוטון ודגמים ראשוניים של החללית סויוז לשיגור בעלי חיים למסלול סביב הירח, ותוכנית N1-L3 שיועדה להנחית קוסמונאוטים על הירח. אך עם הדחתו של חרושצ'וב מתפקיד הנשיאות וכניסתו לתפקיד של ליאוניד ברז'נייב באוקטובר אותה שנה באו עיכובים נוספים ולא הוקצו תקציבים מתאימים לתוכניות.
קורוליוב מת ב־1966, והדבר פגע קשות בתוכנית. המחסור בתקציב הוסיף לקשיים אלה, ותוכנית פיתוח ה־N-1 עמדה מול בעיות רבות (4 שיגורים כושלים בין 1969 ל־1971). כל אלה הובילו לנטישת התוכנית הסובייטית לנחיתה מאוישת על הירח ב־2 במאי 1974. עם זאת, משגר הפרוטון וחללית הסויוז הפכו להצלחה כבירה ודגמים משופרים שלהם משמשים עד היום לשיגור משימות רובוטיות ומאוישות לחלל כחלק מתוכנית החלל הרוסית.
רכיבי התוכנית > החללית

תכנונים ראשונים של החללית אפולו החלו ב־1960 וכללו תא פיקוד המתאים לשלושה אנשי צוות הנתמך על ידי תא שירות המספק דלק, מערכות חשמליות ומערכות קיום חיים. בתכנונים אלו תא השירות היה יכול להיות מותאם לסוג המשימה, למשל משימת אספקה לתחנת חלל, משימה אל הירח ועוד. כשהפכה הנחיתה על הירח למטרה רשמית החלו תכנונים מפורטים של תא הפיקוד/שירות (בקיצור CSM), בו ישהה הצוות בכל מהלך המשימה כולל הנחיתה על הירח (שיטת ה־LOR עוד לא נבחרה אז).
הבחירה הסופית בשיטת ההיפגשות במסלול סביב הירח (LOR) גרמה לשינוי יעוד ה־CSM שהפך למעין "מעבורת" שתיקח את הצוות למסלול סביב הירח כאשר חללית חדשה שתוכננה, רכב הנחיתה (ובקיצור LM), תישא שניים מאנשי הצוות אל קרקע הירח ואז חזרה אל ה־CSM, שתמתין במסלול סביב הירח, ותחזיר את הצוות כולו חזרה אל כדור הארץ.
רכיבי התוכנית > החללית > תאי הפיקוד והשירות (CSM)

תא הפיקוד (Command Module ובקיצור CM) היה תא הצוות, אשר הוקף בחרוט מכוסה במגיני חום. מטרתו הייתה לשאת את האסטרונאוטים מהשיגור ועד לנחיתה באוקיינוס. ככזה, הוא היה לרכיב היחיד בחללית אפולו שתכנוניו הראשוניים שרדו במהלך התוכנית ללא שינויים תצורתיים משמעותיים עם התקדמות התוכנית. תא הפיקוד כלל מנועים קטנים לתמרון, תעלת עגינה ומעבר ממנו אל רכב הנחיתה, ומערכות הנחיה, ניווט ובקרה של החללית.
לתא הפיקוד חובר תא השירות (Service Module ובקיצור SM). תא השירות, שצורתו גלילית, כלל את המנוע הראשי ואת הדלק להפעלתו, מערכות חשמל, מנועים קטנים לתמרון, אנטנה לתקשורת בתדר S לטווח רחוק, ומכלי מים וחמצן. בשלוש משימות הירח האחרונות בתוכנית אפולו נשא תא השירות גם חבילת מערכות מחקר. מפני שתצורת תא השירות נבחרה לפני בחירת שיטת ה־LOR, הוא צויד במנוע ראשי שהיה לו היכולת לשגר את תא השירות מהירח, כוח שהיה כפול מזה שנדרש לכניסה וליציאה ממסלול סביב הירח.
מפני שתא הפיקוד ותא השירות היו מחוברים אחד לשני במשך רוב המשימה שניהם יחד היו למעין "מעבורת" שנודעה כתא הפיקוד/שירות (Command/Service Module ובקיצור CSM) שנשאה רכב נחיתה ירחי נפרד (שמשקלו היה כמחצית ממשקל ה־CSM), ואת האסטרונאוטים חזרה לכדור הארץ. זמן קצר לפני החדירה לאטמוספירה היה תא השירות "מושלך" ורק תא הפיקוד לבדו היה חודר לאטמוספירה מוגן על ידי מגיני החום שלו, שהתפוררו במהלך החדירה. לאחר החדירה נפרשו שלושה מצנחים שהאטו את תא הפיקוד עד לנחיתה רכה באוקיינוס (המכונה "splashdown").
חברת נורת' אמריקן אוויאיישן זכתה בחוזה לבניית תאי הפיקוד והשירות, יחד עם השלב השני (S-II) של משגר הסטורן V עבור נאס"א. היחסים בין נאס"א לנורת' אמריקן אוויאיישן הפכו למתוחים במהלך החורף של שנת 1966–1965 בעקבות משלוחים מאוחרים, בעיות איכות ובעיות תקציב בשני הרכיבים. היחסים הפכו למתוחים יותר כעבור שנה כאשר שרפה שפרצה בתא הפיקוד של משימת אפולו 1 גרמה למותם של שלושת אנשי הצוות. ועדת החקירה מצאה כי השרפה נגרמה בעקבות קצר חשמלי במערכות החשמל של תא הפיקוד. בעוד הטלת האחריות על האסון הייתה מסובכת, ועדת החקירה סיכמה כי "ליקויים היו קיימים בתכנון תא הפיקוד, בבנייתו ובביקורת האיכות שלו".
מערכת המילוט של החללית אפולו נועדה לנתק את תא הפיקוד של החללית מהמשגר במקרה חירום. המערכת כללה "מגדל מילוט" שהורכב בחרטום תא הפיקוד, שהיה בעצם משגר קטן מונע בדלק מוצק. אם זוהתה תקלה חמורה במשגר בעודו עומד על כן השיגור, או באמצע הנסיקה, הוצת מגדל המילוט והסיט את תא הפיקוד ממסלול המשגר וטווח הפיצוץ הצפוי שלו. המגדל היה מעלה את תא הפיקוד לגובה ממנו ניתן היה להצניח את התא; אז שוחרר התא מהמגדל וצנח לאוקיינוס האטלנטי. אם התבצע השיגור כמתוכנן, היה מגדל המילוט מושלך בגובה 56 ק"מ עם היפרדות השלב הראשון. בגובה זה היה תא הפיקוד היה בגובה מספיק כדי לאפשר לו לצנוח בבטחה במקרה חירום בכוחות עצמו, ללא צורך במגדל המילוט.
רכיבי התוכנית > החללית > רכב הנחיתה (LM)

רכב הנחיתה הירחי (Lunar Module ובקיצור LM) תוכנן כך שיישא שני אסטרונאוטים ממסלול סביב הירח אל הירח וחזרה למסלול. ה־LM לא צויד במגני חום ונבנה מחומרים קלים, כך שלא היה באפשרותו לטוס באטמוספירת כדור הארץ. רכב הנחיתה היה מורכב משני שלבים: שלב נחיתה ושלב המראה. שלב הנחיתה כלל את מנוע הנחיתה ואת מערכות קיום החיים שנדרשו במשך השהייה על הירח. כמו כן הוא הכיל תאי אחסון בהם אוחסנו כלי עבודה, מערכות מדעיות שהוצבו על הירח וכן את רכב הנדידה הירחי בשלוש משימות הירח האחרונות. שלב ההמראה היה בעצם תא הצוות של רכב הנחיתה והוא הכיל את כל מערכות הבקרה והשליטה, מנוע ראשי להמראה, מנועים קטנים לתמרון ומערכות קיום חיים ששימשו רק בעת ההמראה מהירח אל תא הפיקוד/שירות. לאחר ההמראה מן הירח וההתחברות אל תא הפיקוד היה רכב הנחיתה "מושלך" ומתרסק על הירח.
חברת גראמן זכתה בחוזה לבניית רכב הנחיתה, אך עיכובים בתוכנית הניסוי של הרכב עוררו חשש שפיתוחו יעכב את תוכנית אפולו כולה. רכב הנחיתה המאויש הראשון לא היה מוכן למשימת הניסוי סביב כדור הארץ שתוכננה לדצמבר 1968, אך התוכנית נמשכה כמתוכנן, על ידי ביטול טיסת המבחן המאוישת השנייה של רכב הנחיתה.
במהלך משימת אפולו 13 שימש רכב הנחיתה כ"סירת הצלה", לאחר שהתפוצצות ארעה בתא השירות והוציאה את רובו מכלל שימוש. הצוות, שעבר אל רכב הנחיתה, השתמש במערכות קיום החיים שלו כדי לשרוד, ובמנוע שלו כדי להחזיר את החללית למסלול מהיר אל כדור הארץ. אמנם, נוצרה אז בעיה של ריכוז גבוה מדי של פחמן דו־חמצני, כתוצאה מהעובדה שמסנני רכב הנחיתה תוכננו לספק אוויר מסונן לשני אנשים, ולא לשלושה; ואילו מכלי הסינון של רכב הפיקוד לא תאמו בצורתם את המכלים של רכב הנחיתה. את הבעיה פתרו מהנדסי מרכז הבקרה בכך שהורו לאסטרונאוטים להרכיב צינורות מאולתרים, שישמשו להתאמה בין הפתחים השונים בצורתם, מחלקים של קלסרים ומיריעות ניילון. במשימה זו הושלך תא השירות לפני שהושלך רכב הנחיתה.
רכיבי התוכנית > המשגרים

כאשר החלה קבוצת המדענים והמהנדסים בראשותו של וורנר פון בראון לתכנן את המשגרים לתוכנית אפולו, עוד לא היה ידוע מה תהיה מסת המטען שתידרש למשימה ירחית. שימוש בשיטת הטיסה הישירה על מנת לנחות על הירח דרשה משגר גדול במיוחד – הנובה – שיוכל לשאת יותר מ־59,000 ק"ג אל הירח. החלטת נאס"א להשתמש בשיטת ה־LOR גרמה לביטול התוכנית לבניית משגר הנובה והתאימה ליכולות של משפחת משגרי הסטורן, כך שמרכז טיסות החלל מרשל המשיך בפיתוח הסטורן I, הסטורן IB והסטורן V. אף על פי שהסטורן V היה פחות עוצמתי ממשגר הנובה, הוא עדיין מחזיק בשיא כושר הנשיאה (119,000 ק"ג למסלול LEO ו־45,000 ק"ג אל הירח) מכל משגר הנמצא בפיתוח נכון ל־2012. המשגרים שיכולתם היא הקרובה ביותר ליכולות הסטורן V הם האנרגיה – משגר מעבורת החלל בוראן (100,000 ק"ג למסלול LEO) ומשגר ה־N-1 הכושל (91,000 ק"ג למסלול LEO) אשר יועד לשאת משימות סובייטיות מאוישות אל הירח.
רכיבי התוכנית > המשגרים > סטורן IB

משגר הסטורן IB היה שדרוג של המשגר הקודם – הסטורן I. המשגר כלל:
שלב ראשון מסוג S-IB שכלל 8 מנועי H-1 שהונעו באמצעות RP-1 וחמצן נוזלי (LOX) והפיקו 7,100 kN דחף.
שלב שני מסוג S-IVB-200 שכלל מנוע J-2 יחיד שהונע באמצעות מימן נוזלי וחמצן נוזלי (LOX) והפיק 1,000 kN דחף.
יחידת בקרה שכללה את מערכת ההנחיה של המשגר.
הסטורן IB יכול היה לשגר למסלול LEO את ה־CSM מתודלק חלקית או את רכב הנחיתה הירחי. המשגר שימש את חמשת שיגורי המבחן הראשונים בתוכנית כולל את המשימה המאוישת הראשונה בתוכנית – אפולו 7. המשגר שיגר גם את שלוש המשימות המאוישות במסגרת תוכנית סקיילאב ואת משימת אפולו סויוז.
רכיבי התוכנית > המשגרים > סטורן V

הסטורן V היה משגר בעל שלושה שלבים שכלל:
שלב ראשון מסוג S-IC שכלל 4 מנועי F-1 שסודרו בצורת האות X, והונעו באמצעות RP-1 וחמצן נוזלי והפיקו 33,000 kN דחף. המנועים פעלו 2.5 דקות והאיצו את החללית למהירות של כ־2.68 ק"מ לשנייה (9,648 קמ"ש).
שלב שני מסוג S-II שכלל חמישה מנועי J-2 ששימשו את שלב ה־S-IVB של משגר הסטורן IB. מנועים אלו פעלו כ־6 דקות והביאו את החללית למהירות של כ־6.84 ק"מ לשנייה (24,624 קמ"ש) ולגובה של כ־185 ק"מ.
שלב שלישי מסוג S-IVB-500 שדמה לשלב השני של משגר הסטורן IB אך עם היכולת לכבות ולהפעיל את מנוע ה־J-2. המנוע היה פועל כ־2.5 דקות ונכבה כאשר החללית הייתה נכנסת למסלול חנייה במסלול LEO. לאחר כשתי הקפות סביב כדור הארץ, לאחר שנבדק ואושר כי החללית כשירה לטיסה אל הירח, היה המנוע מופעל שוב ומכניס את החללית למסלול מעבר אל הירח – כלומר מסלול כה גבוה סביב כדור הארץ, שהחללית מושפעת יותר מכוח הכבידה של הירח ונכנסת למסלול סביבו.
יחידת בקרה שכללה את מערכת ההנחיה של המשגר (דומה ליחידה ששימשה את הסטורן IB).
הסטורן V שוגר שלוש פעמים למסלול סביב כדור הארץ. שניים מהם (אפולו 4 ואפולו 6) היו טיסות לא מאוישות של ה־CSM, והשלישית (אפולו 9) הייתה משימה מאוישת בה נבחן רכב הנחיה הירחי. המשגר שימש לשיגור 9 המשימות המאוישות אל עבר הירח, כולל משימת וגם את השיגור הלא מאויש של תחנת החלל סקיילאב (המשגר ששימש לשיגור סקיילאב נקרא סטורן INT-21).
רכיבי התוכנית > מערכות נוספות

עבור תוכנית אפולו תוכננו מערכות וכלים שמטרתם הייתה לסייע לאסטרונאוטים בירח, וכן מערכות מדעיות שונות שהוצבו על הירח במהלך המשימות. המערכות המוכרות ביותר מהתוכנית הן:
רכב הנדידה הירחי (LRV) היה רכב חשמלי בעל 4 גלגלים ששימש את שלושת משימות הנחיתה האחרונות על הירח. הרכב תוכנן לנסוע במהירויות של עד 13 קמ"ש ולשאת את האסטרונאוטים על ציודם למרחק של קילומטרים ספורים מאתר הנחיתה. המרחק הרב ביותר מרכב הנחיתה היה 7.6 ק"מ במהלך משימת אפולו 17, אז גם נשבר שיא המהירות של ה־LRV:‏ 18.9 קמ"ש. הרובר תוכנן על ידי מרכז טיסות החלל מרשל ונבנה על ידי חברת דלקו אלקטרוניקס.
ה־ALSEP הייתה ערכה של מערכות מדעיות שהוצבה על ידי האסטרונאוטים על יד אתר הנחיתה החל ממשימת אפולו 12. הערכה קיבלה כוח חשמלי ממערכת RTG (מערכת המפיקה אנרגיה חשמלית מהתפרקות רדיואקטיבית של פלוטוניום) וכללה בין 4 ל־7 כלים מדעיים מסוגים שונים ובעלי מספר מטרות. הערכות המשיכו לשדר מידע לכדור הארץ גם לאחר עזיבת המשימה, והקשר האחרון עם ערכת ALSEP התקיים ב־1977.
חליפות חלל מדגם A7L שימשו את האסטרונאוטים של תוכנית אפולו בעת הפעילות החוץ רכבית על קרקע הירח. החליפה שקלה 111 ק"ג על כדור הארץ (כ־18.5 ק"ג על הירח) ויכולה הייתה לתמוך באסטרונאוטים לפרקי זמן ממושכים מאוד (מעל ל־7 שעות) בכל יציאה אל קרקע הירח.
חלליות של התוכנית היו הראשונות בהם נעשה שימוש בעט חלל.
מתאר משימת אפולו > חלונות שיגור ואתרי נחיתה

ב־6 המשימות בהן נחתו על הירח תוכננה הנחיתה לתחילת היום הירחי (שנמשך 28 ימי ארץ). יתרונות הנחיתה ביום היו אור השמש (שהייתה בין 10 ל־15 מעלות מעל לאופק) והטמפרטורות הפחות קיצוניות (ביחס ללילה): בין 0 ל־130 מעלות צלזיוס. מכיוון שכך, חלון השיגור של משימת אפולו שיועדה לנחות על הירח נפתח פעם בחודש למשך יום אחד.
אתרי הנחיתה נבחרו תמיד בצידו הנראה של הירח, כדי שניתן יהיה לתקשר עם כדור הארץ, וקרוב ככל הניתן לקו המשווה הירחי, כדי להקטין את כמות הדלק שתידרש לשם ההמראה ושינוי נטיית המסלול.
מתאר משימת אפולו > שיגור למסלול סביב כדור הארץ

כל המשימות אל הירח שוגרו מ־LC-39 שבמרכז החלל קנדי, פלורידה. אנשים רבים התכנסו באתרי התצפית כדי לחזות בשיגור הסטורן V, שמשקלו 2,800 טון. חמשת מנועי השלב הראשון הופעלו בבת אחת, ושרפו יחד כ־14 טונות דלק בכל שנייה. לאחר הצתת המנועים והתייצבות הדחף ברמה המקסימלית נותקו צינורות וגשרים של מגדל השיגור, והמשגר התחיל מתרומם באטיות: נדרשו לו 10 שניות לפנות את מגדל השיגור. 2.5 דקות לאחר ההתרוממות המשגר, כשהוא בגובה 56 ק"מ ובמהירות של כ־9,750 קמ"ש, הושלך השלב הראשון. רגעים ספורים אחר כך הוצתו רקטות האצה קטנות לשיקוע ההודפים לתחתית המכלים, ולאחריהם מנועי השלב השני. הושלך המתאם המחבר את שני השלבים הראשונים, ומגדל המילוט נורה (החללית הייתה גבוהה כדי הצורך לצניחת חרום). השלב השני כובה והושלך כאשר המשגר הגיע למהירות כ־24,680 קמ"ש ולגובה 185 ק"מ. עם השלכת השלב השני הוצת מנוע השלב השלישי למשך 140 שניות והכניס את שארית המשגר והחללית למסלול מעגלי (LEO) בגובה 187 ק"מ. הכניסה למסלול אירעה כ־11 דקות לאחר תחילת השיגור.
מתאר משימת אפולו > המסע אל הירח

לאחר הכניסה למסלול נבדקו כל מערכות החללית לקראת הטיסה אל הירח, ואם היו מתגלות בעיות היה ניתן לנחות חזרה בכדור הארץ. לאחר הקפה וחצי סביב כדור הארץ (כשעתיים ורבע) הופעל מנוע השלב השלישי בפעם השנייה ל־335 שניות והאיץ את החללית למהירות מילוט מכדור הארץ – 40,320 קמ"ש, כך שהחללית הוכנסה למסלול מעבר ירחי. כחצי שעה לאחר הכניסה למסלול המעבר ניתק ה־CSM מהשלב השלישי, התקדם מעט, ביצע סיבוב של 180° כך שחרטום תא הפיקוד הופנה כלפי שארית המשגר ומתאם החללית הירחית (שבתוכו היה ה־LM), התקדם אל ה־LM ולבסוף עגן בו (הפעולות בוצעו על ידי טייס תא הפיקוד). לאחר שאושרה העגינה ניתקה החללית אפולו בשלמותה מהשלב השלישי. השלב השלישי כוון ממרכז הבקרה או למסלול סביב השמש או להתרסקות על הירח.
במהלך 70 שעות הטיסה אל הירח בוצעו תיקוני מסלול כדי להביא למקסימום את יעילות צריכת הדלק בעת הכניסה למסלול סביב הירח ובעת הנחיתה. תיקוני המסלול הפחיתו את צריכת הדלק לשם הכניסה למסלול ב־5% מכמות הדלק שהייתה נדרשת אילולא בוצעו. במהלך המסע החללית הסתובבה כל הזמן באיטיות סביב צירה המרכזי כדי למנוע התחממות יתר של אחד מצידי החללית.
עם ההתקרבות לירח הופעל המנוע הראשי של תא השירות והאט את מהירות החללית על מנת שתילכד בשדה הכבידה של הירח. אם הייתה תקלה במנוע, מסלול המעבר הירחי איפשר את חזרתה של החללית לכדור הארץ ב"טיסה חופשית" ללא שום צורך בהפעלת מנוע. אפשרות ה"טיסה החופשית" אכן שימשה את אפולו 13 שתא השירות שלה שותק. זמן מה לאחר מכן הופעל המנוע שוב והכניס את החללית למסלול מעגלי בגובה 110 ק"מ מעל לירח
| 0 | 1 | 2 | 3 |
| --- | --- | --- | --- |

תמרון העגינה של ה־CSM ב־LM בדרך אל הירח (4 שלבים מימין לשמאל)
מתאר משימת אפולו > ההנמכה והנחיתה על הירח > הנמכת המסלול

שלב זה כונה בטרמינולוגיית נאס"א בראשי התיבות DOI – ‏Descent Orbit Insertion.
בשלב זה של המשימה הונמך מסלול רכב הנחיתה מ־110 ק"מ ל־15 ק"מ בלבד מעל לירח, תוך הפיכת המסלול המעגלי למסלול אליפטי (110 × 15 ק"מ). הנמכת המסלול איפשרה לרכב הנחיתה לנחות על הירח תוך שימוש בכמות המינימלית האפשרית של דלק. גבול ה־15 ק"מ נבחר כדי שבעת נחיתת ה־LM לא היה חשש שיאזל הדלק.
עד לאפולו 12 בוצע התמרון באופן הבא: מפקד המשימה וטייס רכב הנחיתה נכנסו אל רכב הנחיתה וסגרו את הצוהר מאחוריהם, בעוד טייס תא הפיקוד נשאר בתא הפיקוד, בו הוא צפוי לחכות לחבריו שיחזרו מהירח. לאחר אתחול מערכות רכב הנחיתה ובחינת מערכותיו, ניתק ה־LM מה־CSM והחל להתרחק ממנו. כשהיה במרחק של כמה מאות מטרים (וכחצי הקפה מההיפרדות) הופעל מנוע ה־LM והמסלול שונה.
החל מאפולו 14 בוצע התמרון על ידי המנוע הראשי של ה־CSM, לפני שה־LM נפרד ממנו, כלומר ה־CSM שינה גם הוא את מסלולו, וכך נחסכה כמות גדולה של דלק מה־LM. במשימות אלו ה־LM נפרד רק לפני תחילת שלב ההנמכה הממונעת.