サターンV
サターンVに対抗し得るロケットとしては、ロシア(旧ソ連)のN-1が挙げられる。全長、総重量、搭載能力はいずれもサターンVが上回っているものの、第一段の直径と推力はN-1が上である。N-1は4回の発射実験が行われたものの、ロケットが爆発するなどの事故を起こし、計画は破棄されている。第一段に小型ロケットエンジンを30基搭載しており、それによる構造の複雑化が事故の原因となっていた。
N-1の最大離陸推力は4,484トン (44.1MN) であり、将来的にはエネルギアの推力を46MNまで向上させ、貨物機バルカン (Vulkan) を使用して低軌道に175トンの衛星を投入できるように改良する計画もあった。一方サターンも、改良型のF-1Aエンジンを使用して推力を18%向上させ、低軌道に137トンの打ち上げ能力を持つようにすることが検討されていた。
サターンVのその巨大なサイズと搭載能力は、それ以前に発射されたいかなるロケットをもはるかに凌駕するものであった。全長は110.6m、直径は翼部分を除いても10m、ロンドンのセント・ポール大聖堂とほぼ同等サイズで、総重量2,721トン、低軌道に118トンの人工衛星を打ち上げる能力を持つ。VAB(ロケット組立棟)から出庫されるときには、ドアとの隙間は1.82mしかなかった。ちなみにアメリカ初の有人宇宙飛行フリーダム7に使用されたレッドストーンロケットは、第三段S-IVBよりも3.4m高いだけで、出力はアポロ司令船に設置されている緊急脱出用ロケット (Launch Escape System, LES) よりも小さかった。
サターンVは主としてアラバマ州ハンツビルのマーシャル宇宙飛行センターでデザインされたが、推進機関を含む多数のシステムは、下請け企業によって設計された。強力なF-1エンジンとJ-2エンジンは、地上で燃焼試験をする際は、近隣家屋の窓を破壊してしまうほど強力であった。技術者たちは、当初からサターンIで使用された技術を可能な限りサターンVに共有しようと試み、実際に第三段のS-IVBは、サターンIの第二段S-IVを基礎にして開発されたものであった。自動制御装置も、サターンI独自に使われていたものが共有された。
S-ICは、ニューオーリンズにあるボーイング社のミシャウド組立施設 (Michoud Assembly Facility) で製作された。同工場では、その後スペースシャトルの外部燃料タンクが製造された。発射時の2,000トンにも及ぶ重量のほとんどを占めているのは、燃料のケロシンと酸化剤の液体酸素である。全長は42m、直径は10mで、5基のF-1エンジンが3,460トン (34MN) の推力を発揮し、発射後2分30秒で高度61kmにまで到達させる。5基のうち中央の1基は固定されており、ジンバル(首振り)機構が設けられた周囲の4基がロケットの飛行を制御する。また加速度を制限するために、中央の1基は発射後2分で燃焼を停止する。
スペースシャトルは最大で30.1MNの推力を持ち、(シャトル本体を除けば)低軌道に28.2トンの衛星を投入できる能力を持っているが、それはサターンVの25%にしかすぎない。シャトル本体を含めれば総重量は最大で112トンになるが、アポロ15号では第三段S-IVBとアポロ宇宙船を含めた総重量は140.976トンであった。
S-II(第二段)とS-IVB(第三段)の接続部分はS-IIと一体化されているため、切り離しの手順は一度で済まされる。
アポロ11号の飛行では、第三段ロケットは発射後11分40秒で燃焼を停止するまで2分半にわたり噴射され、待機軌道に乗った。この時点で発射場からはすでに2,640km離れた地点を飛行しており、高度は188km、速度は秒速7,790m(時速28,000km)であった。第三段はアポロ宇宙船を搭載したまま地球を二周半し、その間に飛行士と地上の管制官たちは、月軌道に投入するための準備をした。
待機軌道は通常の衛星に比べると極めて低いもので、そのままでは空気抵抗のために速度が減少し、大気圏再突入してしまう。しかし月飛行の場合は待機軌道には短期間しか滞在しなかったため、それほど問題になることはなかった。S-IVBは再点火する前に推進剤をタンクの底に押しつけるため、燃料の液体水素を排気して微少推力を発生させる。
アポロ計画の最後の3回のミッションでは、搭載物重量を増加させるため待機軌道は150kmにまで下げられた。逆に月飛行を目的としないアポロ9号とスカイラブでは、軌道は他の有人飛行なみの十分な高度にまで高められた。
アポロ11号では、月軌道投入は発射後2時間44分であった。
サターンVは、現在は3機が博物館に展示されている。
ジョンソン宇宙センターに展示されているものは、SA-514の第一段、SA-515の第二段、SA-513の第三段である。
ケネディ宇宙センターに展示されているものは、試験用に製作された第一段と、SA-514の第二・第三段である。
合衆国宇宙ロケットセンター(U.S. Space & Rocket Center) 内の、2008年1月に開館した屋内展示場に展示されているものは、S-IC-D、S-II-F/D、S-IVB-D(すべて試験用に作られたもので、実際に飛行する予定はなかった)である。
上記の三つの中で、実際に飛行する予定だったのはジョンソン宇宙センターに展示されているものだけである。合衆国宇宙ロケットセンターには、実物大の直立した模型も展示されている。またSA-515の第一段は、ルイジアナ州ニューオリンズのメーシュ組立工場に展示されている。SA-515の第三段は、スカイラブのバックアップ用に改造され、現在はワシントンD.C.のスミソニアン航空宇宙博物館に展示されている。
サターンVに関するすべての文書はマイクロフィルムに収められ、マーシャル宇宙飛行センターに保存されている。
5ブロックのSRBを持つ新たなアレスVのデザインを発表した。新型ロケットの離陸推力は約4,032トンで、サターンVやロシアのN-1、あるいはエネルギアよりも強力なものである。上段にはS-IVBを基礎に開発された地球脱出用ロケット (Earth Departure Stage, EDS) が搭載され、エンジンにはJ-2を改良したJ-2Xを利用し、月着陸船「アルタイル (Altair)」を低軌道に投入する。新アレスVは全長116mで低軌道に180トンの打ち上げ能力を持ち、サターンVやロシアの二つの巨大ロケット(N-1およびエネルギア)に対し、全長やペイロードをいずれも凌駕することになる。
さらにロケットダイン社(プラット・アンド・ホイットニー社の一部門で、かつてはボーイング社およびロックウェル・インターナショナル社が所有していた)は、RS-68を基礎にして新たにRS-68Bを開発した。RS-68Bは推力はサターンVのF-1エンジンの半分以下だが、より効率的で、シャトルのSSMEのように推力を調整する機能を持っている。このエンジンを第一段に使うことにより、EDSやアレスIの第二段に搭載されるエンジンは、J-2X 1機だけで済むことになった。