1.美利堅之夢成真
60年代初，美國在太空競賽中，屢屢敗給蘇聯。1959年，雙方進行著激烈的載人太空飛行競賽的同時，蘇聯又把目標對準了月球。1959年元月2日，蘇聯成功發射“月球1號”無人探測器，重361.3公斤，沒有命中月球，而是從距月球表麵7500公裏高處掠過月球，成了曆史上太陽係的第一顆人造行星。9月12日，“月球2號”命中月球表麵，這是人類的第一個到達月球的使者，在曆史上第一次實現從一個天體到另一個天體的飛行。緊接著，重278公斤的“月球3號”於10月4日發射，三天後它繞到月球的背麵，拍攝了40分鍾的月球背麵照片。膠卷在探測器裏自動洗印後，照片由無線電送回地麵。由於月球繞地球公轉周期與其自轉周期相同，所以月球總是有其固定的一麵對著地球。蘇聯是曆史上第一個獲得月球背麵的照片的國家，並據以繪製了月球背麵的地圖。
前蘇聯加加林首闖太空的消息傳來後一個多月時間裏，美國就下定了登月決心。1961年5月25日，肯尼迪向國會作了特別演說，正式宣布“阿波羅”登月計劃。他說：“由於蘇聯首先開始發展大型火箭，使他們有相當一段時間的領先；同時可以看出在最近的未來他們將繼續在此方麵發展並獲得重大成就。因此，無論如何，現在我們應該開展我們的新計劃……
我認為我國在這10年間應完成送人上月球，並且安全地返回地球等計劃……我相信我們必定會登上月球。”隻可惜這位積極推進“阿波羅”計劃的年輕總統後來被暗殺身亡，沒能看到人類第一次登上月球的壯舉。歡迎返回地球的登月英雄的已是尼克鬆總統了。
究竟用什麼方法登上月球呢？肯尼迪的國會報告後幾個月，專家們先後提出了五種登月方案。經過唇槍舌劍的論戰，綜合權衡了所費時間、經費和安全性，宇航局認為霍博特博士提出的第五種方案是最好的方案。
這個方案大體是這樣的：用一具“土星5號”火箭，將載有三人的“阿波羅”飛船從地麵上發射到太空，飛船飛向月球，進入月球軌道後，從飛船上放出一艘月艇，載著兩名宇航員向月球著落，第三名宇航員留在母船上，駕駛船繞月運行。登月宇航員結束月麵工作後，利用登月艇的下半截作發射架，再次開動艇上火箭，從月麵升上月球軌道，去與母船會合、對接。對接成功後，兩名登月宇航員過渡到母船裏，再將母船與登月艙分開，登月艙被棄置於月球軌道。母船開動火箭，返航地球。這個方案的優點很多，可以減輕登月船的重量和返航飛船的重量。因而可以利用較少的燃料做到登月和安全返回地球。
1962年7月11日，美國宇航局決定采用“月球軌道會合”登月方案。
2.與月亮女神預約
由於地月相距約38萬公裏，加之地球大氣層對人們觀測月亮的影響，人們從地球上無法看清月亮的真麵目。月亮對地上的人說來，就像戴了神秘的麵紗。
究竟能否安全登上陌生的月球，當時人們心中並不清楚。
1959年12月21日，美國確定了“徘徊者”月球探測計劃，目的是使無人探測器命中月球，在撞月之前的降落過程中，無人探測器將對月麵作電視攝像、傳回地麵，而後，把月震測量儀送到月麵上。“徘徊者”計劃，是美國探測月球的第一步。
1964年7月28日發射的“徘徊者7號”，第一次獲得成功。它命中了預定的著落點“雲海”，在硬著陸前17分鍾裏，它的6架電視攝像機拍了4308張月麵的近距離照片，這些照片被無線電傳回地球，它們顯示了小到直徑1米左右的月麵坑穴和一些直徑不到30厘米的岩石。這些月麵特征，是從地球上用望遠鏡無法看到的。
接著，1965年又發射了“徘徊者8號”和“徘徊者9號”，都非常成功，向地球發回了12951張高質量的月球照片。2月17日發射的“徘徊者8號”命中“靜海”，3月24日發射的“徘徊者9號”墜落在“雲海”附近的火山區。
這樣，“徘徊者”計劃宣告完成，把對月球正麵的探測向前推進了一大步。參加這個計劃的有5萬人，全部費用是2.6億美元，每次發射費用為2800萬美元。
“徘徊者”拍到的月球正麵照片，澄清了有關月球表麵性質的一些爭論，人們確信月麵許多平坦區可供登月艙降落。但是，人們無法肯定月麵是否足夠堅固，能否支持15噸重的登月艙。人們也不清楚，月球表麵是否布滿塵土，是否多孔易碎，火山是否活動。這些疑問，需要另一種探測器在月球上軟著陸後的探測結果來回答。在“徘徊者”計劃之後，美國又成功地搞了“勘測者”月球無人探測工程。
加州理工學院研製的第二代月球無人探測器“勘測者”號，是有三隻腳的月球軟著陸器，發射時重約1噸，落在月球時重270公斤。在快到月麵時，它上麵的逆射火箭開動，實現整體在月球上的軟著陸。
1966年5月30日，“勘測者1號”發射，飛了63.3小時，在月麵“風暴海”軟著陸成功，4分鍾後，它的旋轉式電視攝像機開動了，在漫長的月球之夜降臨前，它向地麵發回了11150張黑白照片。這些照片的分辨率很高，可以辨認月麵上1～2毫米的物體。這些照片表明，月球表麵看來像是一種土壤，沒有深厚的灰塵層，地麵和地中有岩石塊和土塊，可以承受登月艙的降落。
到1968年一共發射了6隻“勘測者”號，除了2號和4號失敗外，其餘4隻都很成功。它們除了拍照，還用小鐵鍬在月麵上挖溝，用輻射線方法分析月球土壤，取得了月球表麵物理、化學方麵的數據。最後一隻“勘測者”是1968年1月9日降落在月球上的。到此，該計劃結束，美國實現了無人探測計劃的第二步，得出結論說：“對人類的行走來說，月麵並不過於柔軟；對登月飛船的著陸來說，也不過於堅硬。月球的土壤具有粘著力，有一種像潮濕石砂似的感覺。”
為了選擇安全的登月地點，美國又發射了“月球軌道飛行者1號”探測器於1966年8月10日從地麵發射，4天後到達距月亮4600公裏位置時，逆向火箭開始噴射，探測器成了月球的衛星，軌道近月點為208公裏，遠月點為1855公裏，它在月球軌道上空飛行，集中拍攝赤道以南9處預定的登月地點。為了拍攝月麵詳細情況，8月21日它的近月點降為56公裏，25日降為40公裏。“月球軌道飛行者1號”，共拍了215張月麵照片和另外2張從月球附近看地球的照片。依據地麵發出的指令，10月29日，探測器上的火箭再次點火，使它撞上月球。這是為了防止它和以後的探測器的信號發生混淆。
以後，每隔3個月，“月球軌道飛行者”就發射1次，一直發射到第五號，都獲成功。其中4號和5號飛越月球的南北極上空。1967年8月，美國完成了月球無人探測的第三步。到此也就結束了月球無人探測的說法。
整個無人探測計劃，驗證了登月的可能性，繪出了精確的月麵地圖，到1967年底，為第一次登月選擇了5個最有希望的登陸點。