Apollo 11
Bối cảnh

Cuối thập niên 1950 đầu thập niên 1960, Hoa Kỳ tham gia vào Chiến tranh Lạnh, một cuộc cạnh tranh địa chính trị với Liên Xô. Ngày 4 tháng 10 năm 1957, Liên Xô phóng thành công vệ tinh nhân tạo đầu tiên mang tên Sputnik 1. Thành công bất ngờ này đã khơi dậy nỗi lo ngại và trí tưởng tượng trên khắp thế giới. Nó không chỉ chứng minh rằng Liên Xô có khả năng phóng vũ khí hạt nhân xuyên lục địa, mà còn thách thức những tuyên bố của Mỹ về ưu thế quân sự, kinh tế và công nghệ. Phi vụ phóng đã gây ra khủng hoảng Sputnik, đồng thời mở đầu Cuộc chạy đua vào vũ trụ nhằm chứng tỏ siêu cường nào sẽ đạt được khả năng du hành vũ trụ vượt trội. Đáp lại thách thức từ Sputnik, Tổng thống Dwight D. Eisenhower thành lập Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Hoa Kỳ (NASA), đồng thời cho tiến hành Dự án Mercury, chương trình không gian có mục tiêu đưa con người lên quỹ đạo Trái Đất. Tuy nhiên vào ngày 12 tháng 4 năm 1961, phi hành gia Liên Xô Yuri Alekseyevich Gagarin đã trở thành người đầu tiên đi vào vũ trụ và bay vòng quanh Trái Đất. Gần một tháng sau, vào ngày 5 tháng 5 năm 1961, Alan Shepard trở thành người Mỹ đầu tiên đi vào không gian thông qua một chuyến bay dưới quỹ đạo kéo dài 15 phút. Sau khi được thu hồi trên Đại Tây Duơng, ông đã nhận cuộc gọi chúc mừng từ người kế nhiệm của Eisenhower là John F. Kennedy.
Do Liên Xô sở hữu tên lửa đẩy hạng nặng hơn, nên giữa các lựa chọn mà NASA đưa ra, Kennedy đã xác định một thách thức nằm ngoài khả năng của thế hệ tên lửa hiện có, thứ mà Hoa Kỳ và Liên Xô đều sẽ bắt đầu từ vị trí như nhau. Để đạt được mục tiêu này, nước Mỹ sẽ cần phải tiến hành một sứ mệnh có người lái lên vệ tinh tự nhiên của Trái Đất.
Ngày 25 tháng 5 năm 1961, Kennedy có bài phát biểu trước Quốc hội Hoa Kỳ về "Những Nhu cầu Cấp thiết của Quốc gia" (Urgent National Needs). Ông tuyên bố:
Tôi tin rằng quốc gia này nên cam kết đạt được mục tiêu, rằng trước khi thập kỷ này [1960] kết thúc, phải đưa được người lên Mặt Trăng và mang anh ta trở về Trái Đất an toàn. Sẽ không có một dự án không gian nào trong giai đoạn này khiến cho nhân loại ấn tượng hơn, hay có tầm quan trọng hơn trong công cuộc khám phá vũ trụ lâu dài; và cũng không có cái nào khó khăn và tốn nhiều tiền như mục tiêu này. Chúng tôi đề xuất tăng tốc việc phát triển một phi thuyền Mặt Trăng phù hợp. Chúng tôi đề xuất phát triển các động cơ đẩy nhiên liệu lỏng và rắn thay thế, và chúng phải to hơn bất kỳ loại nào đang được phát triển, cho đến khi xác định được loại tốt nhất. Chúng tôi đề xuất bổ sung ngân quỹ cho các nghiên cứu phát triển động cơ khác và những cuộc khám phá không người lái – những cuộc khám phá đặc biệt quan trọng cho một mục đích mà quốc gia này sẽ không bao giờ bỏ qua: sự sống sót của người đầu tiên thực hiện chuyến bay táo bạo này. Nhưng nếu hiểu đúng thì, đây không phải chỉ là một người lên Mặt Trăng – nếu chúng ta cùng đồng lòng quyết định thì đó sẽ là cả một quốc gia. Vì tất cả chúng ta phải nỗ lực để đưa anh ấy đến đó.
—Bài phát biểu của Kennedy trước Quốc hội
Ngày 12 tháng 9 năm 1962, trước đám đông khoảng 40.000 người tại sân vận động của Đại học Rice ở Houston, Texas, Kennedy đã có một bài phát biểu khác về nỗ lực không gian của Mỹ. Phần giữa của bài diễn văn được trích dẫn khá rộng rãi, với nội dung như sau:
Chưa có tranh chấp, thành kiến, hay xung đột quốc gia ngoài vũ trụ. Những mối nguy hiểm của nó là thù địch đối với tất cả chúng ta. Cuộc chinh phục của nó xứng đáng nhận được những điều tốt đẹp nhất của nhân loại, và cơ hội hợp tác hòa bình của nó có thể không bao giờ đến nữa. Nhưng một số người hỏi, tại sao lại là Mặt Trăng? Tại sao chọn đây là mục tiêu? Và họ cũng có thể hỏi, tại sao lại leo lên ngọn núi cao nhất? Tại sao lại bay qua Đại Tây Dương vào 35 năm trước? Tại sao đội Rice lại đấu với đội Texas? Chúng ta chọn lên Mặt Trăng. Chúng ta chọn lên Mặt Trăng... Chúng ta chọn lên Mặt Trăng trong thập kỷ này và làm những điều khác, không phải vì chúng dễ dàng, mà bởi vì chúng khó khăn; bởi vì mục tiêu đó sẽ phục vụ cho việc tổ chức cũng như đo lường nghị lực và kỹ năng tốt nhất của chúng ta, bởi vì thử thách đó là một thứ mà chúng ta sẵn sàng chấp nhận, một thứ mà chúng ta không muốn trì hoãn, và một thứ mà chúng ta dự định giành chiến thắng, và những điều khác nữa.
Mặc dù vậy, đề xuất này đã vấp phải sự phản đối của nhiều người Mỹ và bị Norbert Wiener, một nhà toán học tại Viện Công nghệ Massachusetts, gọi là "moondoggle". Nỗ lực đưa người lên Mặt Trăng của Kennedy có tên là Dự án Apollo. Khi ông gặp gỡ Thủ tướng Liên Xô Nikita Sergeyevich Khrushchyov vào tháng 6 năm 1961, ông đã đề xuất biến cuộc đổ bộ Mặt Trăng thành một dự án chung, nhưng Khrushchyov lại không chấp nhận lời đề nghị này. Kennedy có bài phát biểu trước Đại Hội đồng Liên Hợp Quốc vào ngày 20 tháng 9 năm 1963, tại đó ông lại đề xuất một chuyến thám hiểm chung lên Mặt Trăng. Tuy nhiên, ý tưởng đã bị hủy bỏ sau khi Kennedy qua đời.
Tháng 7 năm 1962, người đứng đầu NASA James E. Webb thông báo sử dụng chiến lược điểm hẹn quỹ đạo Mặt Trăng và tàu vũ trụ Apollo sẽ bao gồm ba thành phần chính:  một mô-đun chỉ huy với cabin dành cho ba hành gia, đây là phần duy nhất quay trở lại Trái Đất; một mô-đun dịch vụ cung cấp cho mô-đun chỉ huy lực đẩy, điện năng, oxy và nước; và một Mô-đun Mặt Trăng gồm hai tầng – tầng hạ cánh để đáp xuống Mặt Trăng và tầng cất cánh giúp đưa phi hành gia trở lại quỹ đạo Mặt Trăng. Thiết kế này có thể được phóng bằng một chiếc tên lửa Saturn V, vốn vẫn đang trong giai đoạn phát triển vào thời điểm ấy.
Các công nghệ và kỹ thuật mà Apollo sử dụng đều được phát triển từ Dự án Gemini. Chương trình này có thể khởi động là nhờ NASA đã áp dụng những tiến bộ mới trong linh kiện bán dẫn, bao gồm transistor hiệu ứng trường kim loại-oxit bán dẫn (MOSFET) trong chương trình Interplanetary Monitoring Platform (IMP) và chíp vi mạch (IC) silicon cho Máy tính Dẫn đường Apollo (AGC).
Dự án Apollo đã đột ngột bị tạm ngừng do vụ hỏa hoạn Apollo 1 vào ngày 27 tháng 1 năm 1967, trong đó các phi hành gia Gus Grissom, Ed White và Roger B. Chaffee đều tử nạn, theo sau là một cuộc điều tra về tính an toàn của chương trình. Tháng 10 năm 1968, mô-đun chỉ huy được đánh giá trong sứ mệnh Apollo 7, và đến tháng 12 thì được thử nghiệm trên quỹ đạo Mặt Trăng trong nhiệm vụ Apollo 8. Tháng 3 năm 1969, Apollo 9 đưa LM vào kiểm tra trên quỹ đạo Trái Đất. Hai tháng sau đó, Apollo 10 tiến hành một "cuộc tổng duyệt" trên quỹ đạo Mặt Trăng. Đến tháng 7 năm 1969, mọi thứ đều đã sẵn sàng để Apollo 11 thực hiện bước cuối cùng: hạ cánh xuống Mặt Trăng.
Dù Liên Xô dường như đang giành chiến thắng trong Cuộc đua vào vũ trụ bằng cách đánh bại Hoa Kỳ và giành vị trí dẫn đầu, nhưng ưu thế này đã không còn sau khi Mỹ tiến hành chương trình Gemini và Liên Xô thất bại trong việc phát triển tên lửa đẩy N1, thứ có thể so sánh với Saturn V. Do đó, họ cố gắng tìm cách đánh bại Hoa Kỳ trong việc đưa vật chất Mặt Trăng trở về Trái Đất bằng tàu thăm dò không người lái. Ngày 13 tháng 7, ba ngày sau phi vụ phóng Apollo 11, Liên bang Xô viết tiến hành nhiệm vụ Luna 15, thành công đưa tàu vũ trụ lên quỹ đạo Mặt Trăng trước Apollo 11. Trong quá trình hạ cánh, một sự cố đã khiến Luna 15 rơi xuống Mare Crisium, khoảng hai giờ trước khi Armstrong và Aldrin cất cánh từ bề mặt để bắt đầu hành trình trở về nhà. Kính viễn vọng vô tuyến Nuffield Radio Astronomy Laboratories ở Anh đã ghi lại các tín hiệu từ Luna 15 trong quá trình hạ cánh và công bố những dữ liệu này vào tháng 7 năm 2009, nhân kỷ niệm 40 năm sứ mệnh Apollo 11.