Из-за того, что лунный модуль появился на довольно позднем этапе разработки, CSM выпускался в двух вариантах. Так называемый "Block I" не имел средств для встречи и стыковки с лунным модулем и мог выполнять лишь автономный полет, а усовершенствованный "Block И" предназначался для использования в лунных экспедициях.
В состав CSM входили командный модуль СМ (отсек экипажа) и служебный модуль SM (двигательный отсек).
Командный модуль СМ имел форму конуса со сферическим днищем и скругленными углами. Он состоял из верхнего отсека, кабины экипажа и нижнего отсека. В верхнем отсеке размещались два жидкостных ракетных двигателя системы управления спуском, парашютная система, оборудование системы приводнения. В нижнем отсеке находились еще десять двигателей, баки с топливом, шар-баллоны с газом наддува, бак с водой и кабели связи со служебным модулем. Кабина содержала пульт управления кораблем и бортовыми системами, три кресла астронавтов, аппаратуру системы жизнеобеспечения, а также контейнеры научной аппаратуры.
На корпусе отсека имелся боковой входной и выходной люк. После пожара на "Apollo 1" конструкция этого люка была изменена — он был сделан быстрооткрывающимся. По той же причине было решено до старта иметь в кабине атмосферу из 60 % кислорода и 40 % азота. В полете эта смесь заменялась на состав из 98 % кислорода и 2 % азота при давлении от 0,34-0,38 атм. Модуль имел пять обзорных иллюминаторов, на одном из которых был установлен визир для ручного причаливания при стыковке. В верхней части отсека располагался лаз, оканчивающийся активным стыковочным агрегатом (типа "штырь") для стыковки с лунным кораблем. После стыковки агрегат демонтировался. В штатном режиме модуль приводнялся, но в аварийной ситуации был способен сесть на сушу с приемлемыми нагрузками.
Служебный отсек SM содержал обеспечивающие системы и двигательную установку для маневрирования корабля в полете. Корпус отсека — слоистой конструкции (алюминиевые соты между двумя листами алюминия), подкреплен двумя поперечными и шестью продольными силовыми элементами. В стенки корпуса были вмонтированы трубки радиатора системы терморегулирования, по которым циркулировал водный раствор гликоля. Днище было закрыто теплозащитным экраном, предохраняющим SM от нагрева при работе маршевого двигателя. Внутри SM был разделен перегородками на шесть продольных секций, в которых расположены топливные баки и агрегаты двигательных установок, энергоустановка на базе трех батарей кислородно-водородных топливных элементов с собственными криогенными баками, а также оборудование связи. Маршевый двигатель мог включаться до 36 раз при общей продолжительности работы до 750 секунд. Двигатель был размещен в карданном подвесе для управления по тангажу и курсу. 16 жидкостных ракетных двигателей малой тяги, объединенные в четыре блока, служили для стабилизации и ориентации корабля.
Все двигатели корабля "Apollo" работали на долгохранимом самовоспламеняющемся топливе "аэрозин-50" и азотном тетраоксиде. Система подачи топлива из баков — вытеснительная, баки наддувались гелием. Охлаждение камер сгорания — абляционное.
Корабль CSM проектировался в расчете на активное участие астронавтов в управлении полетом. В автономную систему управления и навигации входили бортовой компьютер с пультом ввода, инерциальный измерительный блок с гиростабилизированной платформой, сканирующий телескоп и секстант для выставки гироплатформы.
Лунный модуль LM служил для доставки двух астронавтов с селеноцентрической орбиты на поверхность Луны, обеспечения пребывания на ней и возвращения на окололунную орбиту. Он был создан фирмой "Grumman Aircraft Engineering Corp." по контракту от 7 ноября 1962 года.
LM имел две ступени, оснащенные автономными двигательными установками: посадочную и взлетную. Посадочная ступень использовалась для снижения с окололунной орбиты и мягкой посадки на лунную поверхность. Взлетная ступень, оборудованная герметической кабиной экипажа, доставляла астронавтов с поверхности Луны на окололунную орбиту, к командному модулю корабля "Apollo".
Посадочная ступень была выполнена в виде крестообразной рамы из алюминиевого сплава. В центральном отсеке смонтирован двигатель LMDE, способный к дросселированию в широком диапазоне тяги. В четырех отсеках вокруг центрального были установлены баки с топливом, кислородом для дыхания, гелием для наддува, электронное оборудование, подсистема навигации и управления, посадочный радиолокатор и аккумуляторы. Вся конструкция ступени снаружи была закрыта тепловой и противометеоритной экранновакуумной изоляцией (многослойный майлар с золотым напылением).
Энергия удара при посадке LM на поверхность Луны гасилась разрушающимися сотовыми патронами, установленными в телескопических стойках четырехногого шасси, а также за счет деформации сотовых вкладышей в центрах посадочных пят. Каждая пята была снабжена щупом, сигнализирующим экипажу о контакте с лунной поверхностью. До отделения LM от CSM шасси находится в сложенном состоянии, а после отделения пиропатроны перерезали чеки у каждой "ноги", и под действием пружин шасси выпускалось и становилось на замки.
При возвращении астронавтов посадочная ступень оставалась на Луне — она служила стартовым столом для взлетной ступени. Разделение ступеней производилось подрывом четырех пироболтов.
Взлетная ступень имела три основных отсека (кабину экипажа, центральный и задний), узлы крепления двигателей и антенного блока, тепловой экран. Кабина экипажа цилиндрической формы была изготовлена из алюминиевых сплавов. Два рабочих места астронавтов оборудованы пультами управления и приборными досками, системой фиксации тела, двумя окнами переднего обзора, верхним иллюминатором для наблюдения за процессом стыковки и телескопом в центре. В передней стенке отсека расположили квадратный выходной люк (0,81 х 0,81 м), открывающийся внутрь. Отсек экипажа переходил в центральный отсек, в середине которого под цилиндрическим кожухом был установлен взлетный жидкостный ракетный двигатель.
Система жизнеобеспечения состояла из блока очистки и регенерации атмосферы, регулирования давления, циркуляции воды в терморегуляторе, кранов подзарядки кислородом и водой автономной ранцевой системы жизнеобеспечения астронавтов. Система навигации и управления включала цифровой компьютер с пультом ввода, инерциальный измерительный блок, перископический телескоп, посадочный радиолокатор и радиолокатор встречи с CSM. Кроме того, на борту лунного корабля были установлены четыре приемопередатчика: система обеспечивала голосовую связь, передачу и прием данных для определения траектории, передачу 270 телеметрических измерений, телевизионную передачу на Землю.
ВОКРУГ ЛУНЫ
21 декабря 1968 года американский корабль "Apollo 8" впервые в истории человечества ушел от Земли к Луне.
Через 11 минут 35 секунд после старта ракеты "Saturn V" (SA-503), "Apollo 8" (CSM-103) был уже на орбите высотой 185 км. Астронавты Фрэнк Фредерик Борман (р. 1928), Джеймс Артур Лоуэлл-младший (р. 1928) и Уильям Элисон Андерс (р. 1933) убедились, что на борту все в порядке.
В расчетное время с Земли передали: "Вам разрешается старт к Луне!" Заработал двигатель ступени "S-IVB", и через 318 секунд, набрав 10 822 м/с, ступень и корабль вышли на заданную траекторию.
