Нейл Армстронг: Хьюстон! Вижу сооружения на поверхности в милях примерно пяти! Явно не природного происхождения. Перед ними ровные площадки, напоминающие стартовые!
ЦУ Хьюстона: Сфотографируйте их Нейл! Это сенсация! Не может быть!
Нейл Армстронг: Олдрин тоже видит их. Мы уверены, что это не оптический обман или галлюцинации.
ЦУ Хьюстона: Мы верим Вам! Фотографируйте!
Когда снимки были сделаны, астронавты приступили к сбору проб лунного грунта. Армстронг и Олдрин пробыли на лунной поверхности 21 ч 36 минут, собрали 28 кг образцов лунного грунта, установили американский флаг, капсулу с записями на 74 языках и отрывком из кодекса США о воздушной и космической навигации, а в завершении своего пребывания на Луне — лазерный отражатель. Они благополучно стартовали с поверхности Луны на окололунную орбиту.
Возвращение с Луны начиналось вертикальным стартом взлетной ступени с помощью основного двигателя. Затем ступень отклоняется от вертикали и через 7 мин после старта выходит на начальную орбиту с периселением на высоте 16,7 км и апоселением на высоте 83,3 км. Последующее сложное маневрирование производится с помощью двигателей системы ориентации и стабилизации.
Взлетные ступени сначала посредством импульса 15,07 м/с в апоселении выходят на круговую орбиту. Затем, после исправления, если это было необходимо, с плоскости орбиты, переводились импульсом 1,37 м/с на близкую к круговой эллиптическую орбиту. Она имела ту же линию апсид, что и орбита ожидания основного блока (разность высот орбит была около 28 км).
Теперь астронавты могли ждать подходящего момента для начала заключительного маневра сближения с основным блоком (не страшно было его и пропустить, дождавшись следующего момента). После импульса 7,5 м/с начала маневра и коррекций взлетная ступень, находясь ниже и впереди нагонявшего ее основного блока, начинала разгон (13,7 м/с), чтобы выйти на орбиту основного блока.
Это выравнивание скоростей воспринималось с борта основного блока как торможение приближающейся взлетной ступени. Указанные выше значения импульсов и параметры орбит — расчетные, а фактические значения от них несколько отличались. Групповой полет заканчивался сближением с помощью вспомогательных двигателей основного блока и стыковкой через 3 ч 37 мин после старта.
Маневры рассчитаны так, что происходили при удобных условиях связи взлетной ступени с основным блоком и освещенности на последнем этапе сближения. Их сложность обеспечивала высокий уровень безопасности, за которую, правда, платилось лишней затратой топлива и большой длительностью всей операции.