Привлекательность предложения идеи фон Брауна, реализованной в виде проекта «Сатурн-1», заключалось в самой концепции: новая ракета будет использовать уже существующие компоненты как строительные блоки, чтобы создавать колоссальную подъемную силу для нового поколения ракет-носителей с большой полезной нагрузкой. Первая ступень «Сатурна-1» состояла из восьми ракет-ускорителей «Рэдстоун», каждая из которых имела ракетный двигатель Н-1 — модернизированную версию двигателя, используемого военной ракетой «Юпитер». Все вместе двигатели создавали мощную подъемную силу в 685 т. Двигатели и система топливных баков, содержащих жидкий кислород и керосин, располагались блоком вокруг центральной ступени, которая представляла собой модифицированную ракету «Юпитер». Фон Браун и его коллеги в шутку называли первую ступень «батареей последней линии обороны». Вторая ступень «Сатурна-1» работала на четырех двигателях, которые поглощали жидкое топливо, состоящее из жидкого кислорода и жидкого водорода — смеси, создающей бóльшую тягу, чем смесь жидкого кислорода и керосина. Однако эта смесь была очень летучей, очень сложной в производстве и требовала особого обращения.
Когда фон Браун и его команда приступили к работе над «Сатурном-1», они все еще числились в Управлении баллистических ракет сухопутных войск (УБРСВ). Программа «Сатурн» была передана НАСА в конце 1959 года, а следом, в 1960 году, туда перешло и УБРСВ, несмотря на ожесточенное сопротивление военных, которые не желали отказываться от своей космической программы. Военный ракетный полигон в Хантсвилле, штат Алабама, был переименован в Центр космических полетов НАСА имени Джорджа Маршалла, а фон Браун стал его руководителем. В течение этого периода его преданные сотрудники не раз ощущали неуверенность в своем будущем, но фон Браун не изменял своих заверений. Он уверял их, что не сомневается в реализации проекта посадки на Луну, в котором его команда будет играть главную роль. События в точности подтвердят его заявления: начало разработки программы «Сатурн» стало важной вехой на пути к Луне.
Хотя фон Браун был важной фигурой в организации НАСА, он не был единственным, кому принадлежал успех пилотируемой лунной программы. Он был частью команды. Чтобы двигать вперед американскую космическую программу в 60-х годах, требовались объединенные творческие усилия, управленческий опыт и умение, блестящий ум и дальновидность таких людей, как Уэбб, Гилрут, Филипс, Хоуболт, Драйден и многих других.
«Сатурн-1», воплощенная концепция мощной ракеты с множеством двигателей, совершил 10 успешных полетов, начиная с октября 1961 года. Его преемник «Сатурн-1Б» был оснащен более мощными двигателями первой и второй ступени. В январе 1968 года он отправил в полет «Аполлон-5», выведя на околоземную орбиту лунный модуль и не пилотируемый прототип лунного спускаемого аппарата.
«Сатурн-1» и «Сатурн-1Б» служили, в сущности, для подготовки главного события: запуска «Сатурна-5», ракеты, которая благополучно доставит людей на лунную поверхность. «Сатурн-5» поразил всех изяществом инженерной конструкции, беспрецедентной во всех отношениях. Его высота была 111 м; при полной загрузке он весил 2630 т; все его одиннадцать двигателей в трех ступенях создавали тягу почти 4000 т. Первая ступень содержала пять двигателей F-1, работавших на смеси керосина и жидкого кислорода, каждый из которых создавал тягу 680 т. Вторая ступень имела пять двигателей J-2, работавших на жидком кислороде и жидком водороде, а третья ступень имела один двигатель J-2. Мощные двигатели «Сатурна-5» могли вывести на околоземную орбиту более 124 т полезного груза и отправить к Луне 50 т со скоростью 40 000 км/ч. Каждое действие по подготовке этой ракеты-носителя было уникальным: для ее сборки в вертикальном положении на мысе Канаверал потребовался 52-этажный корпус, далее ее везли и устанавливали на стартовой площадке. Некоторые сравнивали «Сатурн-5» с пирамидой Хеопса в Древнем Египте, отмечая, что греческому историку Геродоту во время его визита в Египет в 450 году до н. э. сообщили, что ее создали тяжелым трудом 400 000 человек. В 60-х годах, спустя почти 2500 лет, на НАСА по проекту «Аполлон» работало почти то же количество людей, и «Сатурн-5» стал самым наглядным результатом их труда.
Первая ступень «Сатурна-5» была столь огромной, что как только ее собрали, стало необходимо транспортировать ее на барже через Мексиканский залив и вверх по реке Перл до изолированного испытательного полигона Миссисипи, принадлежавшего НАСА (позднее названного Испытательным центром имени Стенниса). И только там водруженная на испытательный стол первая ступень была достаточно далека от цивилизации, чтобы запустить ее двигатели на полную мощность, не вызывая разрушений. При первых испытаниях двигателей F-1 в Центре космических полетов Маршалла в Хантсвилле в домах, расположенных на расстоянии многих километров, лопались оконные стекла и падала с полок посуда.
Каким бы поразительным ни был «Сатурн-5», он был лишь частью еще более грандиозного начинания. Полет на Луну потребует одновременной разработки уникального космического корабля, на котором люди отправятся к Луне, смогут высадиться на ней, исследовать ее поверхность и затем благополучно вернуться домой. Космический корабль «Аполлон» состоял из трех частей, расположенных на внешней и внутренней частях «Сатурна-5»: командный модуль и модуль обслуживания, пристыкованные друг к другу и расположенные в верхней части ракеты, а за ними — лунный модуль, помещенный в грузовой отсек ракеты, напоминающий гараж.
Командный модуль включал в себя отсеки для размещения экипажа из трех человек и управления полетом и модуль обслуживания, где находились система реактивных двигателей и система обеспечения. Совмещенные вместе, эти два модуля назывались командно-служебным модулем. Лунный модуль был предназначен для того, чтобы посадить двух астронавтов на Луну, обеспечить их пребывание там и затем вернуть их в командно-служебный модуль, остававшийся на лунной орбите.
Один из трех компонентов, каждый из которых представлял собой яркое достижение конструкторской мысли, уже по определению стоял особняком: лунный модуль, который впервые доставит людей на другое небесное тело. Так как он должен был работать только в вакууме, не было необходимости делать его обтекаемым как самолет. И в самом деле он выглядел совсем не привлекательно: скопление странных углов на ногах-кронштейнах делало его похожим на большое металлическое насекомое. Если сравнивать его с человеком, то его два треугольных окна можно было считать глазами, а главный центральный люк — ртом. Для завершения портрета следует добавить, что на верхней части лунного модуля было около десятка антенн.
Его необычный вид был следствием уникальной миссии, которая значительно повлияла на конструкцию. Модуль состоял из двух секций. Это были посадочная ступень, имеющая ракетный двигатель, используемый для спуска, и посадочное шасси: эта ступень останется на лунной поверхности. Над приземистой посадочной ступенью находилась отлетающая (поднимающаяся) ступень, состоящая из кабины экипажа, в которой находилась приборная панель управления, продовольствие, кислород для дыхания и отдельная ракета, которая поднимет ступень и выведет ее назад на лунную орбиту для сближения с командным и служебным модулями. Движущей силой при конструировании лунного модуля было стремление сделать его как можно более легким. Чтобы добиться этого, были устранены какие-либо аэродинамические изгибы, а также сиденья для экипажа, ненужные в состоянии космической невесомости либо на Луне, где сила гравитации составляет всего одну шестую часть от земной. Настоятельная необходимость удалить по возможности каждый грамм веса привела к тому, что посадочная ступень была обтянута майларовой пленкой, которая была просто натянута на каркас. Стены кабины экипажа взлетающей ступени были толщиной в 0,13 мм; отвертка, которую случайно уронил рабочий, находясь в кабине во время испытаний, пробила пол насквозь.
Президент Кеннеди посетил мыс Канаверал 16 ноября 1963 года, за шесть дней до совершенного на него покушения в Далласе, штат Техас. Он прибыл туда, чтобы проконтролировать стартовую площадку «Сатурна-1» и обсудить с фон Брауном возможности этой ракеты. Он также пролетел на вертолете над лежащим неподалеку островом Мерит, где шло строительство ракетных полигонов НАСА для огромного «Сатурна-5». Кеннеди проявил большой интерес к представленным масштабным моделям ракет. «Меркурий-Атлас», которая отправила первого американца на орбиту, выглядела совершенным карликом по сравнению с «Сатурном-5». Своевременный визит Кеннеди вызвал большой энтузиазм персонала, работающего над космической программой НАСА. После трагической смерти Кеннеди его только что принесший присягу преемник Линдон Джонсон переименовал полигоны военно-воздушных сил и НАСА, расположенные на мысе Канаверал, в новый космический центр имени Кеннеди и аэропорт ВВС имени Кеннеди.
