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按照预先的设计，“阿波罗”10号是正式载入登月的飞船，但是这个计划被宇航局负责人菲利浦中将所否决。这位中将为确保万无一失，决定让“阿波罗”10号再进行一次不登月的“登月”演习。“阿波罗”10号经3天飞行后，于1969年5月21日下午进入月球轨道。并向地面转播了29分钟月球景色的彩色电视。22日凌晨，两名宇航员进入登月舱，脱离指令舱后便启动下降火箭，到达离月面14千米的高度。当登月舱第二次绕月飞行时，守航员通过*螺栓抛弃登月舱下半部的登月着陆支架。突然上半部迅速旋转，还急剧地前后颠簸起来。开始时，宇航员惊慌失措，随后镇静下来，赶快改用手动控制系统使它稳定下来，直到启动发动机使登月舱上半部与绕月飞行的指令舱会合时，登月舱仍在吱嘎乱响。经过紧急处理，登月舱总算顺利与指令舱会合。这次飞行又为飞船的改进提供了机会。5月28日，飞船安全返回地面。美国宇航局局长佩恩，在欢迎“阿波罗”10号的三名宇航员的致词中，表示出对阿波罗登月的坚定信心。他说：“人类完全可以到月球上去，我们也一定会去的！”
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