Последние пять суток полета астронавты испытывали бортовые системы, фотографировали, наблюдали наземные ориентиры, проводили эксперименты по связи.

Через 241 час после начала полета отсек экипажа благополучно приводнился в заданном районе. Спуск отсека на парашюте демонстрировался по цветному телевидению.

Полет корабля «Аполлон-9» был важным этапом на пути отработки лунной программы. Астронавты представили специалистам список 150 неполадок и отклонений от расчетных режимов в работе бортовых систем. Особенно их раздражало неоднократное включение световых и звуковых аварийных сигналов на пульте управления в кабине, хотя фактически никаких аварий не возникало. В питьевой воде были пузырьки газа, которые могли вызвать некоторые желудочные осложнения. По-прежнему, хотя и в меньшей степени, чем в предыдущих полетах, наблюдалось загрязнение иллюминаторов. Все эти неполадки были мелкими, обычными при испытательных полетах и не требовали серьезных изменений в конструкции корабля и его бортовых системах.

Итак, «Аполлон-8» был выведен на селеноцентрическую орбиту, но не имел лунной кабины. Она входила в состав корабля «Аполлон-9», который, однако, не был выведен на селеноцентрическую орбиту. Логика требовала запустить на орбиту Луны корабль с лунной кабиной. Эта задача и была возложена на «Аполлон-10».

За три недели до запуска из бака первой ступени «Сатурна-5» в результате ошибки операторов вытекло почти 20 тысяч литров горючего. Неполадка была быстро устранена, «Аполлон-10» стартовал 18 мая 1969 года. Его командиром был Томас Стаффорд, в состав экипажа входили Джон Янг и Юджин Сернан.

При работе последней ступени ракеты-носителя наблюдалась сильная вибрация. Неприятности начались сразу же, как только корабль взял курс к Луне. При наполнении туннелей-лазов кислородом струя газа под давлением отслоила часть облицовки стекловаты, которой были покрыты их стенки. Частицы стекловаты попали в кабину астронавтов. Они проникали в дыхательные пути, вызывая кашель, чихание, забивались под комбинезоны.

На расстоянии 165 километров от поверхности Луны был включен маршевый двигатель, обеспечивший перевод корабля на эллиптическую селеноцентрическую орбиту (с высотой периселения 109 километров и высотой апоселения 313 километров). В момент включения двигателя астронавты испытывали сильное нервное напряжение. У Стаффорда пульс бился с частотой 120-130 ударов в минуту. Через четыре с половиной часа корабль был переведен на круговую орбиту. Ее высота составила чуть больше 108 километров. Сернан и Стаффорд перешли в лунную кабину, проверили бортовые системы и вернулись в отсек экипажа. Пришло время готовиться к расстыковке кабины с отсеком экипажа. Одна из операций этапа подготовки состояла в том, чтобы стравить давление в туннелях-лазах, поскольку в противном случае могло произойти разрушение конструкции под действием ударной волны. Однако оказалось, что клапан, предназначенный для этого, вышел из строя. Астронавтам пришлось стравливать давление через предварительно разгерметизированную кабину взлетной ступени. При этом давление в туннелях-лазах до конца не было сброшено, что повлекло за собой новую неприятность. Когда включили двигатели системы ориентации лунной кабины с целью их проверки, произошло смещение ее углового положения на три градуса относительно основного блока. Несмотря на то, что смещение было вдвое меньше допустимого, астронавты решили отказаться от дальнейшего испытания системы ориентации из опасения, что оно может увеличиться. Кроме того, пришлось отложить ввод данных из системы наведения основного блока в систему наведения (основную и аварийную) лунной кабины.

Расстыковка была произведена над невидимой стороной Луны, и два аппарата начали свой групповой полет на расстоянии примерно 10 километров друг от друга. Янг включил вспомогательные двигатели и увел основной блок от лунной кабины на орбиту высотой немного больше 100 километров.

Настало время для маневра лунной кабины. Стаффорд включил двигатель посадочной ступени и перевел аппарат на орбиту высотой примерно 14 километров над поверхностью Луны. Астронавты теперь двигались относительно Луны с достаточно низкой скоростью (1,65 километров в секунду). Они провели испытание радиолокатора, который должен был использоваться при посадке на Луну, наблюдали подходы к участку посадки и сам участок. Стаффорд сообщил на Землю, что площадь района, наиболее пригодного для посадки, составляет всего 25-30 процентов от площади выбранного участка. Он также высказал мнение, что посадка вполне возможна, если на посадочной ступени будет достаточный запас топлива для горизонтального полета над Луной в поисках пригодного места. Съемка участка, выбранного астронавтами, не удалась, поскольку камера вышла из строя.

После этого астронавты включили двигатель посадочной ступени и перешли на орбиту с высотой периселения 22 километра и высотой апоселения 359 километров. Вновь испытали радиолокатор, служивший для организации встречи на орбите с основным блоком и работавший вместе с радиолокационным приемоответчиком основного блока.

После очередного прохода периселения астронавты отделили взлетную ступень от посадочной. Стаффорд включил вспомогательные двигатели взлетной ступени, чтобы увести ее от посадочной ступени. И тут произошло непредвиденное – взлетная ступень получила вращение и развернулась на 180 градусов по крену и на 233 градуса по тангажу. Потом, на Земле, специалисты найдут объяснение этому явлению – кто-то из астронавтов при проверке скоростного гироскопа по ошибке установил один из тумблеров в неправильное положение. Но это будет позже, а в момент случившегося частота пульса у Сернана достигла 129 ударов в минуту. Он несколько раз прокричал Стаффорду, чтобы тот перешел на аварийную систему наведения. Стаффорд и сам был не менее взволнован. Серьезные опасения внушали гироскопы основной системы наведения – они могли выйти из строя (встать на упоры). Собрав всю свою выдержку, Стаффорд с помощью ручной системы ориентации сумел стабилизировать взлетную ступень. Дальнейшие операции по сближению и стыковке взлетной ступени с основным блоком прошли удовлетворительно.

Астронавты перенесли на взлетную ступень все ненужные вещи, «мусор» из отсека экипажа, отстыковали ее от основного блока и оставили в космосе.

На обратном пути к Земле астронавты впервые за всю историю американской космонавтики побрились. Раньше специалисты опасались, что сбритые волоски разлетятся по кабине и попадут в глаза, дыхательные пути, проникнут в приборы. НАСА для решения этой проблемы даже заключила с одной из фирм контракт стоимостью в 10 тысяч долларов на разработку механической бритвы. Однако оказалось, что задача решается проще – при использовании безопасной бритвы крем для бритья связывает волоски и не дает им разлетаться. Теперь астронавты получили возможность следить за своей внешностью.

Во время полета экипаж провел плановые и даже внеплановые телевизионные передачи. Астронавты не смогли удержаться от своего рода «развлекательных программ». Например, Янг «стоял» вниз головой на ладони Стаффорда, который легко его подбрасывал. Через 192 часа после начала полета отсек экипажа благополучно приводнился в заданном районе.

В ходе предшествующих полетов шаг за шагом отрабатывался весь комплекс вопросов, связанных с посадкой на Луну. Полет «Аполлона-10» был заключительным этапом подготовительной работы. Следующий полет должен был стать решающим для американских специалистов в освоении Луны.

«Аполлон-10» спустился на Землю 25 мая, а через несколько дней, 4 июня, в СССР на полигоне «Байконур» вновь была сделана попытка запустить ракету-носитель «Н-1». Это был во всех отношениях неудачный пуск. Ракета взорвалась прямо на пусковом столе. Сила взрыва была велика, разрушения оказались значительными. Требовалось около двух лет, чтобы привести в порядок стартовую площадку.

9 января 1969 года НАСА официально объявило о составе первого экипажа для полета на Луну. Счастливчиками оказались Нейл Армстронг, назначенный командиром «Аполлона-11», Эдвин Олдрин и Майкл Коллинз.