其实，美国和苏联的太空争夺战几年以前就开始了。
1957年10月4日，苏联成功地发射了世界上第一颗人造地球卫星。这颗被命名为“旅行者一号”的卫星只是一个空心小球，重83.6公斤，直径58厘米，中间装有一个能发射电码的发报机，以证明卫星的存在。它在距地球约885公里的轨道上以每96.2分钟一周的速度绕地球飞行，共运行了92天，绕地球飞行了约1400圈。11月3日，苏联又发射了第二颗人造地球卫星，这颗卫星已重达508.3公斤，还带了一只5公斤重的小狗。不过6天后卫星的空气调节器失灵，小狗死了。
苏联人造卫星发射成功使美国朝野大为震惊。早在1945年9月二战一结束，美国陆军航空局就提出了发射人造地球卫星的可能性。但由于美国政府认为自己已拥有核武器，又有远程高速战机，对这一建议并不重视，迟至1955年7月才正式批准卫星计划。现在苏联率先将卫星送上了天，表明苏联的空间技术已超过美国，并拥有了将核弹发射到美国本土的能力。美国举国哗然，社会各界纷纷指责政府的无能和失策，美国政府一片慌乱。12月初，美国急急忙忙发射了一颗卫星，但只上升了两米就爆炸了。直到1958年1月31日，美国才成功地发射了第一颗人造地球卫星“探险者1号”，但卫星仅重8.3公斤，远远比不上苏联的第一颗卫星。
从此，美苏太空争夺战的大幕迅速拉开。双方争先恐后地大量研制和发射用来侦察对方基地、阵地、机场、军港、工厂等各类军事设施、窃取情报的侦察卫星，以及通讯卫星、气象卫星、地球资源卫星等人造地球卫星。与此同时双方开始研究将人送上太空。1961年4月12日，苏联宇航员加加林少校乘宇宙飞船“东方1号”飞上了太空，在距地球约327公里的高空绕地球飞行了一周，历时108分，完成了各种科学实验，安全返回地面，成为进入宇宙空间的第一人。此事再次极大地刺伤了美国，使其痛感同苏联的“空间差距”，决心奋起直追。5月5日，美国也急忙发射了一艘载人飞船“自由7号”，但该飞船并未做环球飞行，只是在空中划了一道大弧，宇航员在空中仅逗留了15分23秒。5月25日，美国总统肯尼迪在国会提出要“在10年内把一个美国人送上月球，并使他安全返回地球”的任务，得到一致赞同。据此，美国制订了庞大的“阿波罗登月计划”。
阿波罗计划是一个极复杂的系统工程，它要求研制出一种威力极其巨大的火箭，足以把阿波罗45吨重的有效载荷推出地球吸引力；飞船和运载火箭要有极精密的控制设备，各部件高度可靠；要为宇航员提供较长时间的适合的生活环境和工作条件；要有精确可靠的通讯联系和跟踪设备；要充分了解月球本身的情况，以便选择一个良好的着陆地点，等等。为实施该计划，美国共动员了120所大学、2万家企业、400万人参加，耗资达240多亿美元。
1963年5月15日，美国成功发射“水星9号”飞船，飞行了34小时，绕地球21圈，完成了对宇航员在太空活动能力的测试。1965年，美国研制成功“土星5号”火箭。它是现代火箭技术的最高成就之一，全长110.6米，最大直径10.1米，发射时总重量2 857吨，由三级火箭组成，可将1150吨负载推入低地球轨道，将450吨负载推上月球。这就解决了将人送上月球的最关键的一环。
1968—1969年上半年，美国连续发射了阿波罗8号、9号和10号飞船，成功地完成了载人环绕月球飞行，登月舱与母舱的分离与对接，宇航员驾驶着登月舱近月低空飞行，并清晰地拍摄转播了月球风光，完成了“登月总排练”。
1969年7月16日，美国东部夏令时9点32分，阿波罗11号飞船载着3名宇航员在位于佛罗里达州的卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心发射升空，向月球奔去。经过四天的长途奔波和绕月飞行，7月20日下午4点17分40秒，阿波罗11号宇宙飞船的登月舱在月球的“静海”平原上安全着陆。宇航员阿姆斯特朗和奥尔德林穿着臃肿的宇宙服，头戴硕大的球形盔帽，小心翼翼地从登月舱的舱口挪动出来，走下短梯。阿姆斯特朗首先左脚着地，接着把右脚踏在月球表面松软如粉的土壤上，留下了两只长30厘米、宽15厘米的脚印。这是人类在月球上的第一双脚印。阿姆斯特朗后来自豪地说：“这一步，对一个人来说，是小小的一步；对整个人类来说，是巨大的飞跃。”四天后，三名宇航员驾驶着指令舱安全返回了地球。
阿波罗计划共进行了17次飞行，其中6次登月成功，共有12名宇航员登上月球，他们在月面停留了300小时，探测80小时，在月面安装了自动月震仪、激光反射仪、太阳风测试仪等多种科学仪器，建立了5座核动力科学实验站，并从月面运回岩石、土壤384.6公斤。阿波罗登月计划的成功反映了美国科技实力和综合国力的强盛，表明美国在空间技术方面在短时间内迎头赶上并超过了苏联。同时，阿波罗计划的实施又极大地促进了美国电子科学技术、电子计算机、自动控制、遥控遥测遥感、材料、力学、发动机、能源等一大批科学技术及管理科学的发展。此外阿波罗计划的实施也向人类撩开了月球的神秘面纱。
20世纪80年代初，美国又凭借其雄厚的经济军事科技实力及前一阶段太空竞争中发展起来的空间技术，提出了个“星球大战”计划，企图一举把苏联拖垮。
1983年3月23日晚，美国总统里根发表电视演说，宣布了美国政府的一项重大战略决策——“战略防御倡议”（SDI）。他说：
“让我同大家一起来设想一个带有希望的未来，那就是制定一项计划，用防御性的手段来对抗令人生畏的苏联导弹威胁……如果自由的人民知道他们的安全不依赖美国以立即还击来遏制苏联的进攻，知道我们在战略弹道导弹飞抵我们自己的国土或盟国的国土之前，就能拦截和摧毁它们，因而能安居乐业，那该是怎样的一种情景啊；……我正指使进行一次深刻而紧张的努力，制定一项长期的研究研制计划，去达到我们消除战略弹道导弹威胁的最终目的。”
演说发表后，引起极大轰动。美国新闻界借用美国最卖座的一部科幻影片之名，把里根的这一倡议称为“星球大战计划”，随即被广泛接受。
“星球大战计划”的基本设想就是要在200—1 000公里的高空和地面上建立起一个对洲际弹道导弹的多层防御网，以保护美国及盟国不受核导弹的攻击。一般来说，从苏联发射一枚洲际导弹打击美国本土的目标，约要飞行29分钟，经历三个阶段，即助推阶段、中段和末段。“星球大战计划”就是要在导弹飞行的每个阶段中相应建立防御网，采用不同的手段进行多次“拦截”，力图在每层防御网消灭来袭导弹的90%以上，从而使万一发生的苏联对美国及其盟国的核打击化为泡影。
其实里根“星球大战计划”的背后还隐藏着更为险恶的用心，这就是通过由“星球大战计划”等引发的新一轮的激烈军备竞赛把苏联拖垮。
苏联由于其高度集中的计划经济体制所固有的僵硬呆板、效率低下、浪费严重、官僚主义等弊端，加之二战后和美国为首的西方阵营的长期对抗、激烈争夺，军费开支长期居高不下，达国民总产值的10%以上，到80年代初其经济发展已出现严重困难，发展速度连年下降，市场供应十分匮乏，人民生活得不到提高。对此，里根政府认为“苏联的经济已毫无希望”，决心发起全面进攻，把苏联的共产主义“扔进历史的垃圾堆”。手段之一就是展开激烈的军备竞赛。里根明确表示，美国“将不惜一切代价在军备竞赛中保持领先地位”，认为“俄国人永远不会赢得军备竞赛，因为我们可以在开支上永远超过他们”，同时，“我们有能力永远保持技术上的优势”。正是在这种背景下，里根一上台就大幅度增加军费，大力扩充军备，在其上台的头两年，军费每年递增17%以上，1982—1986年五年军备计划的总额达16 000亿美元；大力实施建立在高科技基础上的核武器和常规武器的现代化计划，包括每天生产5个新核弹头，淘汰4个过时的核弹头；大力发展海军，把航空母舰战斗群从12个扩展到15个；及至提出星球大战计划。
里根提出“战略防御倡议”——星球大战计划后，经专家研究讨论，于1984年获得国会批准。
和阿波罗计划相比，星球大战计划更是一项具有高技术难度的、耗资极为巨大的系统工程。据估计要完成这一计划至少要耗资几千亿美元，有的估计说要花2万亿美元。该计划预计分为4个阶段：1985—1989年为研究阶段，90年代为系统发展阶段，2000年后为部署阶段，2005年前后为最后完成阶段。美国为实施这一计划采取了一系列措施，成立了专门的行政机构和技术班子，从1983年至1987年为该计划拨款达到110亿美元。同时，在技术领域内也曾取得了一系列进展。1986年6月3日美国国防部向国会提交了一份总结前一年度SDI研究工作的报告，该报告称SDI的总体设计思想逐渐明确，技术上在10个领域已取得重大进展。
美国抛出星球大战计划后，苏联深感不安并做出强烈反应。一方面苏联领导人不断发表讲话谴责这一计划的“进攻性”、“侵略性”，指责它“必将打开各种进攻和防御武器的大门”，从而使国际局势变得更加不稳定，另一方面增加军费，研发新的进攻性和防御性武器。如苏联最高苏维埃会议1984年11月决定，1985年的军费增加12%，这比1984年多30亿美元。结果果然如里根所料。苏联的国民总产值只及美国的一半左右，且管理水平科学技术落后，生产效率低下，经济发展每况愈下，和美国进行这种耗资巨大的军备竞赛只能使十分虚弱的苏联经济更加雪上加霜，不堪重负。因此1985年戈尔巴乔夫上台后，迅速调整了苏联的对外政策，进行全面收缩，放弃和美国的这场无法承受的太空军备竞赛。
冷战结束后，美国一度暂停了星球大战计划的研制。90年代中后期，美国军方提出恢复太空防御计划的研制部署，并改称国家导弹防御计划（NMD）。但克林顿政府未作决定。2001年小布什政府上台后，不顾国际社会的强烈反对，决心在已无人可与之竞争的情况下，以其无与伦比的经济军事科技实力，研制部署国家导弹防御体系，在太空为美国构筑一个立体交叉的导弹防御网，以保障美国的“绝对安全”。目前这一计划正在紧锣密鼓地研制部署之中。
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