Сначала США сосредоточили внимание на разработке новых типов небольших, но очень мощных водородных бомб, основанных на реакции ядерного синтеза, тогда как СССР продолжал совершенствовать старые и гораздо более тяжелые бомбы на основе ядерного расщепления. Поэтому Советский Союз разработал более мощные ракеты, в том числе R-7, способные нести пятитонную боеголовку. Генеральный конструктор Сергей Королев сознавал, что такие ракеты способны вывести на земную орбиту спутник весом 1,5 тонны, и приступил к планированию космической миссии.

Проект Королева уже заметно продвинулся, когда пришло известие о том, что США разрабатывают запуск собственного спутника, известный как «Проект Авангард». Этот вызов положил начало космической гонке, и главный проект Королева был временно приостановлен, чтобы сосредоточить усилия на раннем запуске небольшого искусственного спутника, который можно было построить в сжатые сроки. «Спутник-1» вознесся в небо 4 октября 1957 г.

Этот первый космический аппарат представлял собой стальную сферу весом 16 кг, в которой находился простой радиопередатчик, издававший бессмысленные, но регулярные сигналы, которыми мог восхищаться весь мир. На волне всеобщего восторга, вызванного успехом «Спутника-1», советский лидер Никита Хрущев потребовал устроить еще более живописное представление вместо возвращения к серьезной науке. Специалисты взяли под козырек и моментально приступили к сборке второго спутника из запасных деталей для первого. В их распоряжении оставалось лишь несколько недель, поскольку следующий запуск должен был состояться до 7 ноября — 40-й годовщины Великой Октябрьской революции.

«Спутник-2» был сделан на скорую руку, но завладел воображением всей планеты, так как он стартовал за четыре дня до юбилея и, более того, нес пассажира: собаку по кличке Лайка. К несчастью для космической героини, ее билет был оплачен только в один конец, поскольку аппарат не имел механизма для контролируемого возвращения на Землю, так что животное с самого начала было обречено погибнуть на орбите. Считается, что собака прожила в космосе четыре дня, перед тем как умереть мучительной смертью в перегретой кабине.

Гибель животного была частью плана, и миссия считалась успешной, так как она доказала, что живое существо может пережить выход на околоземную орбиту. Несмотря на то что запуск «Спутника-2» имел чисто показательные цели, он стал важной прелюдией для начала пилотируемых космических полетов.

Первые два «спутника» были политическими проектами, выполненными Сергеем Королевым по приказу из Кремля. Лишь 5 мая 1958 г. стартовал первоначальный аппарат генерального конструктора, получивший название «Спутник-3». Он нес серьезное оборудование, в том числе автоматизированную научную лабораторию с двенадцатью приборами, собиравшими данные о давлении и составе верхних слоев атмосферы, концентрации заряженных частиц, фотонов космических лучей, тяжелых ядер, магнитных и электростатических полей и метеоритных частиц. Именно «Спутник-3» впервые установил наличие внешних радиационных поясов, окружающих Землю.

Соединенные Штаты были сильно обеспокоены советскими достижениями, особенно из-за проблем с собственными ракетными запусками. На стартовой площадке или во время взлета взорвалось так много ракет, что американская космическая миссия получила вмировой прессе насмешливое название «Капутник-1».

Летом 1958 г. Американское правительство в Вашингтоне сосредоточило усилия на важной цели: новой идее, которой предстояло стать решением двойной проблемы.

Первой проблемой был «Спутник». Успешные космические запуски в СССР позволили объявить на весь мир о том, что советские ученые умнее американских. Кроме того, подразумевалось, что «плохие парни» обладают технологией для доставки ядерного вооружения в любую точку земного шара. Америка отставала в гонке за решающее военное преимущество; идея нанесения «первого удара» со стороны СССР внезапно стала возможной и даже вполне вероятной с учетом временной неспособности США дать адекватный ответ.

Вторая проблема заключалась во внутренних противоречиях. Армия и ВМФ США были политически неприкасаемыми структурами, и каждая из них имела отдельную ракетную программу, что приводило к дублированию усилий и резко замедляло общий прогресс развития технологии. С учетом этой ситуации конгресс решил обойти военные ведомства и создать новую организацию для управления и координации американских космических исследований.

Национальное агентство по аэронавтике и космическим исследованиям (НАСА) было учреждено 1 октября 1958 г. Сразу же была поставлена цель запуска человека в космос, получившая название «проект Меркурий», но и в этой гонке Америке было суждено проиграть, поскольку 12 апреля 1961 г. космонавт Юрий Гагарин стал первым человеком, полетевшим в космос.

За 108 минут полета Гагарин совершил один оборот вокруг планеты. Ему не разрешили управлять приборами, так как воздействие невесомости было испытано только на собаках, и ученые сомневались, что он сохранит работоспособное состояние. Специалисты на Земле осуществляли управление полетом, а ручное управление было предусмотрено лишь на самый крайний случай.

НАСА быстро ответило на этот вызов, послав астронавта Алана Шеперда по баллистической траектории в суборбитальный полет на высоте 116 миль с посадкой лишь в 302 милях от стартовой площадки. Первый пилотируемый полет американцев продолжался всего лишь 15 минут и даже не приблизился к высокоскоростному вояжу Гагарина по околоземной орбите длиной 25 000 миль.

Советский Союз победил в этой гонке, но уже готовилось второе, более амбициозное соревнование, развивавшееся параллельными курсами: полет на Луну.

Сначала предпринимались безуспешные попытки доставить на Луну хотя бы кусочек земного металла. Первая американская ракета «Пионер» стартовала к Луне еще в 1958 г. И просуществовала 77 секунд, прежде чем взорваться в огненном шаре. Через несколько месяцев СССР запустил зонд «Луна-1», который стартовал успешно, но промахнулся мимо Луны и вышел на солнечную орбиту. 

В сентябре 1959 г. СССР наконец смог попасть в яблочко, и зонд «Луна-2» стал первым аппаратом, совершившим посадку на поверхности другого небесного тела. Он врезался в поверхность Луны немного восточнее Моря Спокойствия. До удара зонд успел сообщить о Луне нечто странное: она не имела магнитного поля. 

Следующий советский аппарат «Луна-3» сделал огромный шаг вперед, облетев вокруг Луны, сделав фотографии ее темной стороны и вернувшись на Землю в апреле 1960 г. Между тем американцы терпели неудачу за неудачей. Никита Хрущев был чрезвычайно доволен победой своей страны в космической гонке, и, когда Юрий Гагарин облетел вокруг Земли, советская пропагандистская машина включилась на полную мощность, заверяя весь мир в превосходстве отечественной космической инженерии. 

Недавно избранный американский президент Джон Ф. Кеннеди тоже умел воодушевлять общественность и решил овладеть ситуацией, объявив о том, что настоящее сражение ведется за высадку человека на Луне. Несмотря на ряд неудач и отставание в космической технологии, он храбро пообещал, что американцы окажутся на Луне до конца 60-х гг.

В течение этого десятилетия к Луне было запущено немало американских аппаратов «Рейнджер» и советских зондов серии «Луна», но многие из них промахнулись мимо цели, а некоторые либо случайно, либо намеренно врезались в лунную поверхность. Но именно СССР 3 февраля 1966 г. совершил новый прорыв, когда зонд «Луна-9» стал первым космическим аппаратом, совершившим управляемую посадку на поверхность другого небесного тела.

Существенной частью новых сведений о Луне стала странная природа лунной массы, которая оказалась совсем не такой, как ожидали. Вместо постоянного гравитационного поля, какое существует на поверхности Земли, гравитационное поле Луны непостоянно и обнаруживает значительные вариации силы тяготения в разных регионах.

Как уже упоминалось, на Земле маятник раскачивается с довольно высокой точностью, а незначительные вариации в скорости колебаний связаны с экваториальной выпуклостью планеты. Человек, стоящий на экваторе на уровне моря, находится немного дальше от плотного ядра Земли, чем тот, кто находится ближе к одному из полюсов. 

Использование маятника на Луне не дает осмысленного результата из-за феномена, называемого «маскон». Термин «маскон» является аббревиатурой от «концентрации массы» и в данном случае относится к лунным регионам, где чрезвычайно плотный материал залегает под поверхностью, а не находится в ядре, как можно было бы ожидать. 

Из-за масконовкосмическим аппаратам очень трудно находиться на окололунной орбите без постоянной регулировки для компенсации перепадов тяготения. Некоторые наблюдатели считают, что это гравитационное минное поле было причиной всех проблем с первыми зондами, направлявшимися с учетом однородной гравитации.

Существование масконов было обнаружено после того, как американский аппарат «Орбитер-1» вышел на лунную орбиту 14 августа 1966 г. и отправил на Землю высококачественные снимки более 2 миллионов квадратных миль лунной поверхности, включая первые подробные изображения потенциальных мест для посадки запланированного космического полета «Аполлон».

20 июля 1969 г., менее чем за полгода до окончания срока, установленного президентом Кеннеди, коммандер Нейл Армстронг вступил на поверхность Луны и произнес знаменитую, хотя и слегка искаженную впоследствии фразу:

«Это один маленький шаг для человека, но гигантский прыжок для человечества».

Здесь следует упомянуть о том, что некоторые люди всерьез считают, что НАСА сфальсифицировало высадку на Луне и сняло фильм примерно с такими же декорациями, как у Стэнли Кубрика. Доказательства, которые они приводят, на первый взгляд могут показаться разумными, если, конечно, вы ничего не знаете о фотографиях Луны или об условиях, существующих на Луне. 

Эти идеи внезапно были представлены вниманию общественности 15 февраля 2001 г., когда студия Fox в США показала программу под названием «Теория заговора: была ли высадка на Луне?». Основная мысль заключалась в том, что в 1960-х гг. технология НАСА была слишком примитивной для пилотируемого полета к Луне, поэтому в киностудии был сфабрикован фильм о лунной миссии, призванный удовлетворить политические амбиции президента Кеннеди.

Для авторов программы обман был очевидным. Они указывали, что на снимках астронавтов на лунной поверхности видно совершенно черное беззвездное небо. Неужели оказалось слишком трудно изготовить соответствующие декорации? На самом деле ответ очень прост. Как известно любому фотографу, в одном снимке крайне трудно совместить очень яркие и очень тусклые объекты. Это значит, что если бы звезды на фотографии стали видны, то лунная поверхность и сами астронавты превратились бы в сплошной белый фон; фотоэмульсия на пленке не обладает достаточно широким динамическим диапазоном для одновременного охвата всей шкалы яркости.

Одним из других «доказательств» был аргумент о развевающемся флаге. Монтажеры из НАСА, по-видимому, оказались настолько тупыми, что из-за сильного сквозняка в студии американский флаг, установленный астронавтами, развевался на ветру. Как известно, на Луне нет атмосферы, и это доказывает, что съемки велись на Земле.

На самом деле флаг колыхался именно потому, что на Луне нет атмосферы. Когда астронавты устанавливали флагшток, они вращали его взад-вперед, чтобы он закрепился в лунной поверхности, из-за чего флаг стал мотаться из стороны в сторону. На Земле присутствие атмосферы быстро гасит это движение, потому что воздух поглощает энергию движущегося флага, тогда как в безвоздушном пространстве ничто не сдерживает его движение. Поэтому флаг может колыхаться в течение нескольких часов, пока энергия наконец не рассеется.

Каждый, кто серьезно рассматривал аргументы «за» и «против» настоящей пилотируемой лунной миссии, не может не отвергнуть все доказательства, выдвинутые конспирологами. Мы считаем, что заговоры реальны, так как люди устраивают их по всевозможным причинам, но миссия «Аполлона-11» определенно не принадлежит к этой категории.

Мы можем быть уверены, что двенадцать астронавтов, ходивших по Луне, в период с 19б9 по 1972 г. действительно привезли на Землю 842 фунта лунных материалов в виде горных пород, образцов керна, гальки, песка и мелкой пыли из шести разных мест. Последним человеком, ходившим по Луне, был Юджин Кернан в декабре 1972 г.