16日，佛羅裡達州肯尼迪航天中心（卡納維拉爾角）迎來了一個萬裡無雲的好天氣。這是NASA早就測算出來的一個發射窗口，“阿波羅”飛船將在這一天開始它的第11次——實際上隻是第5次——飛行。這次飛行將是它最重要、最引人注目的一次飛行，因為這次飛行不再是試驗，它的目的地就是月球，並且將史無前例地把人類送到月球上去。數不勝數的人早早地來到肯尼迪航天中心，他們將目睹這次激動人心的發射。
頭一天晚上，尼克鬆總統特意把自己的時間騰空，準備和三位執行此次飛行任務的宇航員一起吃頓飯。但是美國國家航空航天局（NASA）的首席醫療官拒絕了總統。他告訴新聞媒體說，總統一天接觸了數百人，很可能會在不知情的情況下把疾病傳染給宇航員。醫療官的這個說法遭到曾經乘坐“雙子座”執行過任務的宇航員的質疑，說醫療官的說法“言過其實”。這位宇航員譏笑說，按照首席醫療官的邏輯，“要是宇航員在太空中打了個噴嚏，人們就得怪罪總統”。
不管怎麼說，“阿波羅”的這次飛行是人類曆史上的頭一遭，為了這一點自我苛責並不過分。實際上NASA並沒有錙銖必較，他們有條不紊地按照計劃進行。和前幾次試驗飛行的間隔一樣，“阿波羅11號”和“阿波羅10號”飛行的間隔也是兩個半月，NASA那幫人看起來是跟自己杠上了。再過五個月，20世紀60年代就要結束了，NASA那幫執著的科學家和技術官僚一條路走到黑，決意要在1970年開始之前實現三位總統的目標——實際上正如NASA的工程師所言，“總統才沒有那麼重要呢，重要的是科學家都犯了牛脾氣。那股牛勁兒隻有馮·布勞恩的火箭才能將他們拽住，可是那注定是不可能的，因為布勞恩本人就是這群牛的頭領”。
的確，沒有韋納·馮·布勞恩的火箭，任何意義上的“阿波羅計劃”都無從談起。自打美國士兵把馮·布勞恩從納粹的監獄裡弄到美國，這個天才的物理學家就成了一個專門變火箭的魔術大師，簡直無所不能。從“水星”到“雙子座”，從“土星”到“阿波羅”，隻要是跟火箭有關係的，背後準有布勞恩的影子。這次他為“阿波羅”設計的火箭被稱為“土星5號”。火箭的直徑10米，高約88米，總重量3400噸，它需要使用111米的發射架，有36層樓那麼高。這在當時——即使是在今天也令人歎為觀止。“土星5號”火箭分三級。第一級發動機使用航空煤油做燃料；第二級和第三級發動機使用液態氫做燃料，這種燃料必須存放在零下253攝氏度以下的環境中。第二級和第三級火箭使用的氧化劑是液態氧，需要存放在零下183攝氏度以下的環境中。“土星5號”能產生338萬千克的推力，相當於92000個東風-2型內燃機車（火車頭）所產生的能量，足以把笨重的“阿波羅11號”送到它想去的任何地方。
“阿波羅11號”由登月艙和指揮艙兩部分組成。登月艙的代號為“鷹”，負責將宇航員送到月球上。指揮艙也稱為母船，代號為“哥倫比亞”，它負責為“鷹”提供保障並把“鷹”送回地球。“阿波羅11號”的三名宇航員來自空軍，均是萬裡挑一的飛行員。邁克爾·柯林斯擔任“阿波羅11號”的指揮長，他駕駛母船“哥倫比亞”號；尼爾·阿姆斯特朗是登月艙“鷹”的指揮長，他的唯一成員小埃德溫·奧爾德林說話甕聲甕氣的，外號“嗡嗡叫”。這三位宇航員均參加過“雙子座”的驗證飛行，其中奧爾德林曾經在太空行走兩個多小時，是當時人類在太空行走時間最長的紀錄保持者。
當地時間7月16日9點32分，“土星5號”火箭順利點火。14.5秒鐘以後，火箭的轟鳴聲傳到離發射現場最近的記者耳朵裡。火箭在發射架上不可思議地懸停4秒鐘後，“阿波羅11號”以驚人的速度拖曳著一束數百米長的橙色火焰一飛衝天。2分30秒以後，火箭的速度就已經達到驚人的每秒鐘2.7公裡。僅僅幾分鐘後，火箭第一級燃料就已經耗儘，第一級火箭從箭體上脫落。第二級火箭旋即點火，當飛行速度被加速到每小時24135公裡時，第二級火箭也完成了使命，從箭體脫落。第三級火箭跟著點火。8分鐘後，“阿波羅11號”飛船進入地球同步軌道，成為環繞地球飛行的一顆小衛星，第三級火箭的使命也完成了。
“阿波羅”下一步的任務就是飛離地球軌道，並衝進月球軌道。飛往月球的道路並不是一條直線，而是以地球為圓心繞著一個越來越大的橢圓軌道飛行，直到這個橢圓軌道與月球軌道重合，月球將“阿波羅11號”俘獲，飛船才算進入月球軌道。由於太空中沒有大氣的阻隔，“阿波羅11號”在飛往月球的道路上並不是以一個姿態飛。在沿著一個橢圓形軌道公轉時，飛船自身也不斷地自轉。如果飛船不自轉的話，朝著太陽的一麵就承受著高達200攝氏度的高溫，而背向太陽的這一麵則是零下150攝氏度的嚴寒。所以“阿波羅11號”就像是烤肉串一樣必須讓自己不斷地轉圈，才能讓飛船均勻受熱，從而保證飛船的壽命。
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