Les premiers pas sur la Lune sont réalisés par Armstrong après 109h24 après avoir quitté la Terre, soit le 21 juillet 1969 à 2h56 UTC (3h56 heure française) ou le 20 juillet 21h56 à Houston, devant des millions de téléspectateurs ébahis écoutant les premières impressions de Neil Armstrong. Buzz Aldrin le rejoint 15 minutes après.
Voici quelques anecdotes relatives à l'expédition :
Le site prévu pour l'alunissage a été dépassé de 7 km à cause d'un retard de quelque 1/10 de seconde à l'allumage du moteur de descente du LEM, de plus les pilotes ont été gênés par des alarmes de l'ordinateur qui gérait la descente car il était saturé. Pour ces raisons, Neil Armstrong a dû prendre le contrôle manuel du module lunaire afin de trouver un site mieux adapté. Cela a prolongé le vol d'une manière dangereuse, puisqu'il ne restait plus que 16 secondes de carburant au moment où l’appareil s’est posé.
Lorsque Buzz Aldrin est remonté dans le module lunaire, il a cassé l'interrupteur permettant de démarrer les moteurs de l'appareil. Comme il s'agissait d'un bouton poussoir, il s'est servi de la pointe d'un stylo pour l'enclencher, et permettre aux deux astronautes de quitter la Lune.
Le drapeau américain fut planté trop près du LEM, il ne résista pas au décollage du module.
C'est Michael Collins qui a dessiné le logo de la mission. L'aigle présent a été recopié sur un magazine du national geographic, il transporte dans ses serres un rameau d'olivier, car l'équipage venait en paix au nom de l'humanité.
Le 21 juillet, la sonde soviétique Luna 15, qui devait aussi ramener des échantillons de Lune, s'écrasait sur le sol lunaire après 52 révolutions autour de l'astre, témoignant de l'avance prise par les Américains dans la course à l'espace.
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