Так называемая «прямая схема», по которой один корабль садился на Луну, взлетал и возвращался на Землю, требовала от ракеты-носителя очень большой грузоподъёмности.

Под эту схему полёта планировалось создание ракеты-носителя «Нова».

Но вскоре было решено, что основной корабль (в состав которого входит возвращаемый на Землю отсек, а также топливо и двигательная установка, необходимые для возвращения) остаётся на лунной орбите, а прилуняется и взлетает с Луны только отделяемый от основного корабля лунный модуль.

Для поэтапного выполнения этой задачи были созданы ракеты-носители «Сатурн-1Б» (для полётов на околоземные орбиты) и «Сатурн-5» (для полётов на Луну).

Несмотря на то, что «Сатурн-5» имел значительно меньшую мощность, чем «Нова» («Сатурн-5» выводил на траекторию к Луне около 47 тонн полезной нагрузки, а «Нова» проектировалась на 68 тонн), при новой схеме полёта этого оказывалось достаточно.

Ракета-носитель «Сатурн-5» состояла из трёх ступеней.

На первой ступени, S-IC, были установлены пять кислородно-керосиновых двигателей F-1, общей тягой 33 400 кН.

Первая ступень работала 2,5 минуты и разгоняла космический аппарат до скорости 2,68 км/с (в инерциальной системе отсчёта).

Вторая ступень, S-II, использовала пять кислородно-водородных двигателей J-2, общая тяга которых составляла 5115 кН.

Вторая ступень работала приблизительно 6 минут, разгоняя космический аппарат до скорости 6,84 км/с и выводя его на высоту 185 км.

На третьей ступени, S-IVB, был установлен один двигатель J-2 тягой 1000 кН.

Третья ступень включалась дважды: после отделения второй ступени она работала 2,5 минуты и выводила корабль на орбиту Земли, а вскоре после выхода на орбиту включалась ещё раз и за 6 минут выводила корабль на траекторию полёта к Луне.

Третья ступень выводилась на траекторию столкновения с Луной (начиная с полёта «Аполлона-13»; в предыдущих полётах к Луне ступень выходила на околосолнечную орбиту) для исследования геологии Луны: при падении ступени на Луну за счёт её кинетической энергии происходил взрыв, сейсмические волны от которого регистрировались аппаратурой, оставленной предыдущими экипажами.

Ракета-носитель «Сатурн-5» могла вывести на низкую околоземную орбиту груз массой около 145 т, а на траекторию к Луне - около 65 т (46,8 - корабль «Аполлон», 18,7 - третья ступень с остатками топлива). Всего было произведено 13 пусков ракеты, из них 9 - к Луне, все - успешные.

«Сатурн-1Б» - двухступенчатая ракета-носитель, модернизированная версия ракеты-носителя «Сатурн-1».

На первой ступени, SI-B, было установлено 8 кислородно-керосиновых двигателей H-1, общая тяга которых составляла 6700 кН.

Ступень работала 2,5 минуты и выключалась на высоте 68 км.

Вторая ступень «Сатурна-1Б», S-IVB (она же - третья ступень «Сатурна-5»), работала около 7 минут и выводила полезную нагрузку до 15,3 т на околоземную орбиту.

Ракета-носитель «Сатурн-1Б» использовалась в испытательных запусках по программе «Аполлон» и в программах «Скайлэб» и «Союз - Аполлон».

Пилотируемые полёты.

«Аполлон-7», стартовавший 11 октября 1968 года, был первым пилотируемым космическим кораблём, запущенным по программе «Аполлон».