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 阿波罗工程的最后阶段于1966年正式实施。“阿波罗”1至6号飞船均无人驾驶，其中包括因4号发生事故而增加的代替4号的无编号飞船。1号飞船的任务是检验指令舱的隔热效果；2号飞船进行主发动机点火试验，并检验生命维持和控制系统的可靠性；3号飞船试验“土星”5号第*火箭两次点火的效果；代替4号的无编号飞船是对“土星”5号火箭性能的总体测试；5号飞船完成了登月舱试飞；6号飞船再次对“土星”5号火箭作测试。除原序列中的4号飞船外，其余飞行均获成功，为“阿波罗”飞船正式载入飞行打开了绿灯。1968年10月11日，“阿波罗”7号载着三名宇航员由“土星”1B号火箭送入地球轨道。重点任务是进行交会技术的演练，它利用抛弃在轨道上的第*火箭，模拟登月时逼近、停靠和会合的飞行技术，为8号飞船环月飞行作准备。在11天的飞行中，还进行了主发动机点火，及检查各系统的工作。
1968年12月21日，“阿波罗”8号飞船绕地球2圈后，第*火箭点火。当第*火箭脱离后，8号飞船进入40万千米长的月球椭圆轨道。12月23日，飞船进入月球引力范围，在主发动机逆喷射下，飞船减速向月球靠近。25日凌晨8号飞船越过月背，正式进入近月点112千米、远月点312千米的环月轨道。绕月3圈后，飞船把近月点降到100千米，并拍摄了大量月球资料。环月10圈后，主发动机点火，飞船脱离月轨，返回地球。1968年12月27日上午，“阿波罗”8号顺利在太平洋中部海域溅落。
3月3日，“阿波罗”9号做最终的登月舱试飞。9号飞船入轨后，两名宇航员从指令舱进入登月舱。一名宇航员走出登月舱，在空间检验登月服的性能。在宇航员返舱之后，登月舱脱离指令舱单独飞行。宇航员在飞行中作姿态控制和登月下降火箭的喷射试验。然后再作离月上升火箭的启动试验，直至与指令舱会合联接为止。这次会合演飞历时9小时之后，登月舱被抛离，9号飞船继续飞行5天，演练飞行追踪技术。3月13日，“阿波罗”9号安全溅落在大西洋上。从而完成了最后的登月准备。
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飞船返回舱在太平洋上溅落后被打捞上来。返回技术是关键性的技术
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