水星计划：是登月计划的基础，双子星座计划和阿波罗计划的前置条件。
美国国家航空航天局为水星计划订立的基本目标如下：
（1）发射载人航天器并在地球轨道运行；
（2）考察太空对人类活动和生理机能的影响；
（3）让宇航员和航天器平安返回。
计划目标订立后，还为计划订立了几项基本指导原则，以确保宇航员和航天器的安全：
（1）已有的技术和装备必须保证在任何情况下都能够正常运作；
（2）系统设计应当尽可能地简单可靠；
（3）应选用现有运载火箭将飞船送入轨道；
（4）必须开展渐进而合理的测试流程。
之后又确定了更多有关于飞船的基本设计要求：
（1）飞船必须配备可靠的逃逸系统，以便发射出现意外时，宇航员和飞船可以及时地同火箭分离；
（2）驾驶员必须能够手动控制飞船高度；
（3）飞船必须搭载能够提供可靠动力、让飞船脱离轨道的制动火箭；
（4）飞船船体必须符合零升力条件下的阻力制动（外形）以便再入（时减速）；
（5）飞船设计必须能够实现水上降落。
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“双子星座”计划：
其主要任务是研究、发展载人登月的技术，和训练航天员长时间飞行及舱外活动的能力。作为从“水星计划”到“阿波罗计划”之间的过渡计划。
“双子星座”计划的主要目标包括：
1、致力于展示人类和设备的长时间航行能力，为日后登月或进入更远的深空做准备；
2、与其他在轨航天器进行有效的轨道交会对接，使用该在轨航天器推进系统操纵组合宇宙飞船；
3、完善航天器再入、着陆方法；
4、获取关于航天员在失重环境的进一步信息，记录他们在长时间飞行过程中的生理反应
“双子星座”计划的主要成果：
一、提供了足够执行阿波罗计划的长时间飞行经验，包括生理、医学、生活等方面。
二、验证了飞船载人条件下温度、供氧、压力长期工作的可靠性和寿命。
三、完成了最重要的飞行器交会与对接，为载人登月的月球轨道对接方案提供了有力的证据。
四、完成了长达2小时以上的舱外活动，为宇航员在月面活动积累了经验。
五、实现飞行器姿态控制、机动和变轨飞行。这是阿波罗计划必不可少的任务。
六、实现受控再入，提高了落点精度，为宇航员的安全提供了更大的保证。
七、飞船分成几段，在再入时只回收载人舱。阿波罗飞船也采用了这种格局。
八、双子星飞船的新型燃料电池获得了验证和改进，它成功用于阿波罗飞船。
九、双子星飞船存在的一些问题，如姿态控制系统的可靠性、救生系统故障、宇航服笨重、太空行走困难等被阿波罗计划广泛吸取并加以改进。
十、双子星计划还提供了宇航员训练、太空生活等方面的经验。
十一、远距离对地通讯获得发展和验证。
十二、地面各控制台站的工作满足远程太空飞行的要求。此外，该计划还在对地观测、科学试验方面取得大量成果。
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阿波罗计划：是美国在1961年到1972年组织实施的一系列载人登月飞行任务。
目的是实现载人登月飞行和人对月球的实地考察，为载人行星飞行和探测进行技术准备。
辅助计划：
美国国家航空航天局为登月任务准备了四项辅助任务，分别为：
1.徘徊者号探测器计划（1961-1965年）：共发射9个探测器，在不同的月球轨道上拍摄月球表面状况的照片1.8万张，以了解飞船在月面着陆的可能性。但探测器曾多次发射失败。
2.勘测者号探测器计划（1966-1968年）：共发射5个自动探测器在月球表面软着陆，通过电视发回8.6万张月面照片，并探测了月球土壤的理化特性数据。
3.月球轨道环行器计划（1966-1967年）：共发射3个绕月飞行的探测器，对40多个预选着陆区拍摄高分辨率照片，获得1000多张小比例尺高清晰度的月面照片，据此选出约10个预计的登月点。
4.双子星座号飞船计划（1965-1966年）：先后发射10艘各载2名宇航员的飞船，进行医学—生物学研究和操纵飞船机动飞行、对接和进行舱外活动的训练。
登月方案：
直接起飞或者地球轨道集合的设想图在登月成为主要目标后，阿波罗计划的决策者们开始面临如何才能尽可能安全、经济、简单地将宇航员送上月球，包括论证飞船登月飞行轨道和确定载人飞船总体布局。
从阿波罗号飞船的4种飞行方案中选定月球轨道集合方案，相应地确定由指挥舱、服务舱和登月舱组成飞船的总体布局方案。类似于苏联同时期的登月计划，美国方面提出了四种登月方案：
1.直接起飞此计划提出由一个巨大的新型火箭携带一艘航天器，直接飞往月球；火箭在月球降落，任务完成后再次起飞，飞回地球。
2.地球轨道交会此计划需要两艘只有土星5号一半大小的小型火箭将登月航天器的不同部分送入地球轨道，集合并对接。整个航天器降落在月球表面。由于当时在轨道中集合多艘航天器的经验较少，且地球轨道拼装航天器是否可行也是未知数，所以此计划未被采纳。
3.月球表面交会此计划需要两艘航天器被发射：一艘自动航天器携带推进系统，先期登月；载人航天器晚些发射。推进系统在月球表面被移至载人航天器上，然后返回地球。
4.月球轨道交会这个方案由约翰·C·霍博尔特的团队提出。这种方案是一艘较大的航天器，称为指令/服务舱，携带一艘装载宇航员的登月航天器——称为登月舱。
指令/服务舱携带从地球到月球并返回的燃料和生活必需品，以及进入地球大气层所需要的隔热板。
进入月球轨道之后，登月舱与指令/服务舱分离，并降落在月球表面；指令/服务舱留在月球轨道，3名宇航员中的1名留在指令/服务舱中。
登月完成之后，登月舱重新起飞，与指令/服务舱在月球轨道集合，并返回地球。
与其他几个方案不同，该方案只需要一艘很小的航天器降落在月球表面，使返回时在月球上起飞航天器的质量大大减小。
通过将登月舱的一部分留在月球上，登月舱起飞质量得以再次减小。
登月舱本身分为两部分，包括降落部分和起飞部分，前者用于在登月时降落，后者在任务完成后起飞与指令/服务舱会合并返回地球。
由于航天器质量减轻，一次任务只需要一次单独的火箭发射。当时的顾虑是次数较多的对接和分离所提出的技术难度。
飞行任务：阿波罗计划中包括11次载人任务，从阿波罗7号一直到阿波罗17号，全部从佛罗里达州的肯尼迪航天中心发射。
计划成果：从1969年7月到1972年12月，先后有12名美国宇航员乘坐“阿波罗号”太空船，登上月球。
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天空实验室计划：美国的第一个空间站计划，将未使用的土星5号运载火箭改装成为空间实验室，并将作为阿波罗号飞船作为宇航员的天地往返工具。
轨道高度约435公里，运行周期93分钟，倾角50度。
由轨道工作舱、过渡舱、多用途对接舱、太阳望远镜和“阿波罗”飞船5部分组成，全长36米，最大直径6.7米，重约80吨。
航天员由“阿波罗”飞船接送。
自1973年5月到1974年2月先后接纳过3批航天员，每批3人，在站分别工作了28天、59天和84天，进行了270多项研究实验，拍摄了18万张太阳活动的照片、4万多张地面照片，还进行了长期失重人体生理学试验和失重下材料加工的试验。
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国际空间站计划：在轨运行的空间平台，拥有现代化科研设备、可开展大规模、多学科基础和应用科学研究的空间实验室，为在微重力环境下，开展科学实验研究提供大量实验载荷和资源，支持人在地球轨道长期驻留。
计划参与国家：美国、俄罗斯、11个欧洲航天局成员国（法国、德国、意大利、英国、比利时、丹麦、荷兰、挪威、西班牙、瑞典、瑞士）、日本、加拿大和巴西共16个国家。
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