1960-е годы в космонавтике прошли под знаком исследования Луны и проведения научных опытов. США победили СССР в «лунной гонке», но авария корабля «Аполлон-13» в апреле 1970 года притормозила американскую программу. В то время как американцы прекратили полеты на Луну до 1971 года с целью внесения необходимых корректив, советская автоматическая межпланетная станция «Луна-16» первой в истории совершила мягкую посадку в районе Моря Изобилия и доставила на Землю лунный грунт, а «Луна-17» — доставила на поверхность Луны первый в мире советский автоматический самоходный аппарат «Луноход-1».
Это произвело сильный эффект, и СССР даже на какой-то период перехватил инициативу.
Одним из последствий аварии «Аполлона-13» стало подписание 28 октября 1970 года в Москве советско-американского соглашения о сотрудничестве в космосе, предусматривавшего создание унифицированной аппаратуры сближения и стыковки космических кораблей обеих стран. Между тем американцы оправились от неудачи и подготовили миссию «Аполлон-14» — новому кораблю предстояло совершить посадку на Луну в районе кратера Фра Мауро, где планировалось прилунение «Аполлона-13».
Командиром экипажа стал 47-летний Алан Шепард, который десятью годами ранее совершил первый суборбитальный полет на «Меркурии». 37-летний пилот командного модуля Стюарт Руса служил на атомных бомбардировщиках, 40-летний пилот лунного модуля Эдгар Митчелл имел степень доктора наук в области аэронавтики и астронавтики.
Запуск состоялся 31 января 1971 года. На околоземную орбиту корабль вывела ракета-носитель «Сатурн-5». Совершив полтора витка вокруг земли, «Аполлон-14» перешел на траекторию полета к Луне. При перестроении отсеков корабля не сработали замки крепления, в результате чего лишь с шестой попытки удалось состыковать основной блок с лунной кабиной. 2 февраля на удалении 220 тыс. км от Земли состоялась коррекция, чтобы перевести корабль на новую траекторию и возместить 40-минутную задержку во время старта. На следующий день Шепард и Митчелл перешли в лунную кабину и в течение 2,5 часа проверяли бортовые системы. Было обнаружено, что в одной из батарей напряжение несколько выше нормального.
4 февраля уставшие в первые дни полета астронавты в основном отдыхали. Рано утром была проведена вторая и последняя коррекция траектории полета, а Хьюстон счел возможным разрешить прилунение. После того, как «Аполлон-14» зашел за Луну, связь с ним пропала. Скорость корабля снизилась. От падения на Луну последней ступени ракеты-носителя там образовался кратер глубиной 10 м и диаметром до 60 м.
5 февраля 1971 года, в 9 часов 18 минут по Гринвичу, лунная кабина «Аполлона-14» совершила посадку у кратера Фра Мауро, расположенного к югу от Моря Дождей, где в это время работал «Луноход-1».
Около минуты Шепард и Митчелл совершали маневры на небольшой высоте, выбирая посадочную площадку.
Люк был открыт через несколько часов после посадки. Выход несколько задержался из-за неполадок в ранцевой системе связи у Шепарда. Выбравшись наружу первым, он установил на поверхности Луны телевизионную камеру. За ним вышел Митчелл. Астронавты поставили ловушку для атомов инертных газов солнечного ветра и ТВ-антенну, натянули флаг США и сфотографировали друг друга на его фоне. Всего же под наблюдением геологов с командного пункта Шепард и Митчелл сделали несколько сотен снимков лунной поверхности.
Далее им требовалось отойти от модуля примерно на 150 м и установить научные приборы. Шепард и Митчелл приспособили блочный подъемник и с его помощью погрузили оборудование на специальную двухколесную тележку.
Найти подходящую площадку удалось только на 300-метровом удалении от аппарата. Здесь астронавты разместили лазерный светоотражатель, сейсмометры, детекторы протонов, электронов и ионов, а также установки с гранатами, которые планировалось взорвать через полгода по команде с Земли.
Собрав необходимое количество образцов лунного грунта, Шепард и Митчелл вернулись в кабину.
Их первый выход продлился 4 часа 47 минут. Некоторое время спустя, после отдыха, астронавты вновь покинули лунный модуль, погрузив на тележку геологические инструменты и магнитометр. По пути они собрали образцы пород, взяли пробу грунта с глубины около 40 см и выполнили измерения. Им предстояло подняться по склону кратера Коун. Сделать это не удалось: через 2,5 часа они сбились с направления и истратили силы, система охлаждения в скафандре Митчелла дала течь, запасы кислорода расходовались значительно быстрее обычного. Поэтому за 300 м до края кратера им приказали вернуться.
По возвращении в кабину Шепард и Митчелл закрыли люк, сложили собранные образцы в контейнер и свернули в рулон ловушку для атомов инертных газов. В свой второй выход они провели за пределами аппарата 4 ч 34 мин. До отлета с Луны астронавты привели в порядок лунную кабину и проверили бортовые системы.
В 18 ч 48 мин модуль стартовал с Луны. Стыковка с основным блоком прошла успешно, «Аполлон-14» взял курс к Земле.
8 февраля астронавты демонстрировали по ТВ технологические эксперименты в невесомости, а 9-го состоялась телевизионная пресс-конференция, во время которой Шепард заявил: «Когда мы смотрели на мерцающий серп Земли, то думали, что там все еще идет война. Мы все трое имеем знакомых, друзей и даже родственников во Вьетнаме. Те, кто ушел во Вьетнам, пока не вернулись, некоторые из них погибли, другие попали в плен. Сегодня мы хотим пожелать, чтобы наша космическая программа способствовала лучшему взаимопониманию и миру во всем мире, а также помогла исправить такое положение, которое все еще существует».
На третью высадку американских астронавтов на лунную поверхность обратили внимание и в СССР. Так, организатор и руководитель подготовки первых советских космонавтов генерал авиации Николай Каманин сетовал на превосходство США в данном вопросе.
«Наша программа пилотируемых полетов на Луну, базирующаяся на использовании Н-1 и Л-3, безнадежно устарела, — записал он 5 февраля 1971 года в своем дневнике, опубликованном посмертно. — Мы отстаем от США минимум на пять-шесть лет, и главные виновники этого отставания — Мишин (Василий Мишин — руководитель ОКБ-1, соратник Сергея Королева. — «Газета.Ru») и его высокие покровители Келдыш, Смирнов, Устинов. Спасая свою репутацию, Мишин судорожно цепляется за старый хлам и в дополнение к уже истраченным миллиардам выбрасывает на ветер сотни миллионов рублей».
Полет «Аполлона-14» завершился в 21 ч 05 мин 9 февраля 1971 года, когда капсула с Шепардом, Митчеллом и Русой приводнилась в Тихом океане к югу от Самоа.
Через 49 минут вертолет доставил экипаж корабля на борт авианосца.
В августе 1971 года американцы в четвертый раз совершили посадку на Луну: это сделал экипаж «Аполлона-15» в составе Дэвида Скотта, Джеймса Ирвина и Альфреда Уордена. Их миссия обошлась в $455 млн и стала самой дорогостоящей в истории. По сравнению с предыдущими кораблями проекта «Аполлон-15» претерпел ряд модификаций. Его полет по трассе Земля — Луна — Земля прошел без особых осложнений. На второй день астронавты удалились от места посадки на 5 км, достигнув кратера Спур. Недалеко от него был найден блестящий кристаллический образец — анортозит, минерал, считавшийся древнейшим на Луне. В общей сложности экипаж провел за пределами кабины 18,5 часа. Они пробурили две скважины глубиной 3 м под приборы для измерения тепловых потоков, идущих из недр Луны, собрали образцы лунной породы и выполнили другие работы.