深空网：整个阿波罗计划非常复杂。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。设计过程中，首先需要面对的是登月模式的选择。
根据在登月前登月飞船的状态以及可能实现的技术途径，可以分为：1，直接奔月方案、2，近地轨道交会对接方案、3，环月轨道交会对接方案、4，近地—环月均交会对接的方案四大类。
1，直接奔月方案是指运载火箭携带宇航员和登月飞船从地球发射起飞，经历近地轨道（也可短期停泊）——地月转移轨道——环月轨道，最终实现月面登陆和月面起飞再返回地球的方案。此方案的特点是登月模式比较简单，但缺点是需要近地轨道运载能力超过一百吨级的重型运载火箭。整个运载火箭的研制比较复杂和困难。
2，近地轨道交会对接方案是指将宇航员和登月飞船分多次送入近地轨道进行交会对接，完成交会对接后，组合体携航天员进行地—月转移，然后进入环月轨道，然后再落月。此方案最大的特点是对运载火箭的运载能力可以降低，如果分两次发射，近地轨道交会对接一次，运载火箭的运载能力可以降低约一半，火箭规模也就降低了一半，火箭研制难度可大幅降低。但这个方案有一个缺点就是整个登月过程会比较复杂，特别是近地轨道交会对接需要在较短的时间内连续发射两次运载火箭，然后成功近地交会对接后才能奔月飞行。工程的规模较大，整个工程的可靠性会降低。
3，环月轨道交会对接方案是指运载火箭将宇航员和登月飞船分多次送入环月轨道，然后进行交会对接，完成交会对接后，登月器携航天员进行登月。这个方案的优点是火箭的规模也可以减小，地月转移可以由火箭的末级完成，可以降低登月飞船的研制难度。缺点是环月交会对接的难度明显大于近地轨道的交会对接。更要命的是由于登月飞船分两次运往环月轨道，而载人的部分在地月转移过程中如果发生故障，宇航员逃逸救生和应急返回的难度相对就比较大。
4，近地—环月均交会对接方案是指将飞船和宇航员分成至少三次，在近地完成一次交会对接然后奔月，在环月轨道再完成一次交会对接然后登月。这个方案的特点是火箭的规模最小，但整个登月工程的复杂度太高，系统固有可靠性太低。
上述所说的交会对接都是指在宇航员登月前进行的交会对接。因为指令舱和返回舱无需落月，在宇航员返回地球的过程中，宇航员从月面起飞后必须进入返回舱才能返回地球，所以在环月轨道上必须要有一次交会对接。这是所有方案都必须有的过程，所以在方案描述时不刻意强调本次环月交会对接。
在阿波罗计划论证过程中，对以下几个方案进行了重点考虑：
1，直接奔月方案：此计划提出由一个重型火箭携带一艘航天器，直接飞往月球；登月飞船在月球降落，任务完成后再次起飞，飞回地球。
2，地球轨道交会对接方案：此计划需要两艘只有直接奔月方案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，且地球轨道交会对接航天器是否可行也是未知数，所以此计划未被采纳。
3，月球表面集合方案：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。但由于在月面的对接装配未知因素太多，风险高而未采纳。
最终采用了使用重型运载火箭一次性运输整个登月飞船和航天员直接奔月的方案。并因此研制了大名鼎鼎的重型运载火箭——土星五运载火箭。这个方案由约翰·C·霍博尔特的团队提出。
整个方案的大致情况是：由土星五号运载火箭运送一艘较大的航天器组合体（内携宇航员），直接进入近地轨道，在近地轨道短暂停泊等待合适的时机后，火箭末级再次点火，将组合体直接送入地—月转移轨道。组合体包含指令/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/服务分离，并降落在月球表面；指令/服务留在月球轨道。3名宇航员中的1名留在指令/服务中。登月完成之后，登月舱重新起飞，与指令/服务在月球轨道集合，并返回地球。
与其他几个方案不同，本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，月球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。因此，将难度留给了研制重型运载火箭土星五号。
注：本文作者系中国运载火箭技术研究院主任彭小波
