Программа пилотируемых космических полетов NASA «Аполлон» была принята в 1961 году. Ее целью была первая пилотируемая высадка человека на Луну. Первая попытка пилотируемого пуска состоялась в 1967 году и закончилась трагедией — на космическом корабле во время испытаний вспыхнул пожар, унесший жизни трех астронавтов.
Пилотируемый полет состоялся только через год. Астронавты провели в космосе 11 суток. Испытания основного блока корабля были признаны успешными, подорванное доверие общества и конгресса США к программе «Аполлон» начало восстанавливаться. В NASA пришли к выводу, что корабль готов для полета к Луне.
Изначально отправиться в эпохальный полет должна была другая команда астронавтов под руководством Фрэнка Бормана, в предыдущих миссиях облетевшего Луну. Однако он отказался, пообещав своей семье больше не выходить в космос. Об этом он сообщил на пресс-конференции 9 января 1969 года, тогда же было объявлено, что на Луну отправятся Базз Олдрин и Майкл Коллинз во главе с Нилом Армстронгом.
Все члены экипажа были опытными летчиками-испытателями.
Армстронг служил в авиации ВМС США, но ко времени полета вышел в отставку и был гражданским сотрудником NASA. Коллинз и Олдрин были офицерами ВВС США. Армстронг и Олдрин участвовали в Корейской войне.
Астронавты провели сотни часов на тренажерах, отрабатывая штатные и внештатные ситуации. Миссия подразумевала посадку на Луну в западной части Моря Спокойствия, сбор образцов лунного грунта, фотографирование на поверхности Луны, установку на Луне научных приборов, проведение телевизионных сеансов с борта корабля и с поверхности Луны.
За шесть дней до расчетной даты старта была обнаружена течь в одном из баллонов со сжатым гелием, размещенных в баке окислителя первой ступени ракеты-носителя. Два техника забрались в бак и, затянув гайку на баллоне, ликвидировали течь. Далее предстартовая подготовка протекала без происшествий и даже более гладко, чем у всех предыдущих пилотируемых кораблей «Аполлон».
Дата старта была объявлена в СМИ — 16 июля 1969 года.
Накануне запуска туристы наводнили все прилегающие к космодрому на мысе Канаверал окрестности. Только автомобилей насчитывалось около 300 тысяч, а общее количество желающих увидеть исторический момент своими глазами перевалило за миллион.
Старт «Аполлона-11» состоялся точно по графику. Среди 5000 почетных гостей в Космическом центре имени Кеннеди присутствовали 36-й президент США Линдон Джонсон и действующий вице-президент Спиро Агню. Событие напрямую транслировалось по телевидению в 33 странах мира на шести континентах.
Двигатели всех трех ступеней ракеты-носителя отработали в соответствии с расчетной программой, корабль был выведен на геоцентрическую орбиту, близкую к расчетной.
На лунной орбите корабль оказался примерно через 76 часов после старта. За это время астронавты провели полуторачасовой секанс видеосвязи с Землей, Армстрон и Олдрин проверили бортовые системы в лунном модуле. Затем они начали готовиться к отстыковке. Она состоялась спустя около 100 часов после старта.
20 июля 1969 года «Аполлон-11» с первыми астронавтами был в считанных километрах от поверхности Луны, когда сработали аварийные устройства. В стыковочной радарной системе непроизвольно обновился счетчик, из-за чего компьютер получил запрос на выполнение большего числа операций, чем он мог обработать.
Перегрузка компьютера входящими данными могла бы сорвать всю миссию, однако благодаря предусмотрительности программистки Маргарет Гамильтон, участвовавшей в разработке кода для бортового компьютера этого не произошло.
При разработке кода она использовала так называемое асинхронное программирование — принцип, когда определенные операции выполняются независимо от основного потока данных. Гамильтон была одной из тех, кто стоял у истоков развития этого метода. Благодаря такому подходу бортовой компьютер смог «сконцентрироваться» на основной своей задаче — посадке корабля на Луну и игнорировать неприоритетные задачи. «Аполлон» успешно прилунился.
Вскоре после получения разрешения на выход на поверхность Луны Олдрин произнес в эфир: «Говорит пилот лунного модуля. Я бы хотел воспользоваться этой возможностью и попросить каждого человека, слушающего меня, кем бы он ни был и где бы ни находился, на минуту отвлечься, поразмышлять над событиями последних нескольких часов и по-своему воздать благодарность».
Далее, воспользовавшись перерывом в связи, Олдрин, как старейшина пресвитерианской церкви, провел краткую частную церковную службу, совершив таинство причастия.
21 июля 1969 года наступил звездный час Армстронга. В качестве командира экипажа «Аполлона-11» он первым ступил на Луну и произнес ставшие историческими слова:
«Это один маленький шаг для человека, но огромный скачок для человечества».
Через пятнадцать минут к Армстронгу присоединился Олдрин.
Астронавты провели на Луне двухминутный сеанс связи с президентом Ричардом Никсоном, сделали фото ландшафта, установили на поверхности Луны сейсмометр и отражатель лазерного излучения, а также собрали образцы лунного грунта. Олдрин пробыл на поверхности Луны немногим более 1,5 часа, Армстронг — примерно 2,5 часа.
На 125 часу миссии состоялся старт с Луны взлетной ступени лунного модуля. На оставшейся на поверхности Луны посадочной ступени лунного модуля укреплена табличка с выгравированными на ней картой полушарий Земли и словами «Здесь люди с планеты Земля впервые ступили на Луну. Июль 1969 г. новой эры. Мы пришли с миром от имени всего Человечества». Под этими словами выгравированы подписи всех трех астронавтов корабля «Аполлон-11» и президента Никсона.
Полет от Луны до Земли прошел без происшествий. 24 июля 1969 года спускаемый аппарат «Аполлона-11» благополучно приводнился в Тихом океане.
Эвакуация астронавтов проходила с максимальными предосторожностями. Сначала специальная группа аквалангистов обработала люк дезинфицирующим раствором, затем экипажу передали новые скафандры. После того, как астронавты переоделись, их посадили в надувную лодку, с которой затем забрали при помощи вертолета, чтобы сразу поместить в мобильный карантинный фургон на борту авианосца «Хорнет». Специалисты боялись того, что вместе с астронавтами на Землю могут попасть агрессивные лунные микроорганизмы.
После карантина и отпуска 13 августа 1969 года были организованы торжественные встречи астронавтов в Нью-Йорке, Чикаго и Лос-Анжелесе.
К 50-летию миссии была произведена историческая реконструкция Центра управления полетами программы «Аполлон» в Хьюстоне на время полета. На сайте LRO появилась интерактивная карта всех перемещений Олдрина и Армстронга по поверхности Луны, сопровождаемая всеми их переговорами. В интернете также создана интерактивная трансляция всей экспедиции со множеством видео-, аудио-, фотоматериалов и стенограмм.