אפולו 5 הייתה הטיסה הבלתי מאוישת הראשונה של "מודול הירח של אפולו", המודול שהנחית מאוחר יותר אסטרונאוטים על פני הירח. אפולו 5 שוגר בשנת 1968 באמצעות טיל מסוג סטורן IB.
יעדים
מטרתה של משימת אפולו 5, הייתה בדיקת תקינותו של מודול הירח בתנאי חלל, במיוחד תקינותם של מערכת המנועים להמראה ונחיתה ויכולת ההתנתקות של שלבי ההמראה והנחיתה בשלב בו סיימו את תפקידם. מנוע הנחיתה, היה המנוע הרקטי הראשון שהופעל בחלל באמצעות מצערת.
במהלך המשימה נערך גם ניסוי "אש בחור" (Fire in the Hole – המאויר ב"סמל המשימה"), בו הובער שלב ההמראה של המנוע, כשהוא עדיין מחובר לשלב הנחיתה. הדבר נועד לדמות ביטול של הנחיתה על פני הירח עוד בטרם השלמתה.
הטיסה
ההכנות למשימת החלל אפולו 5, התאפיינו באיחורים רבים, הגורם העיקרי לכך היה בעיות ועיכובים שונים בהכנת "מודול הירח" לשיגור. בין היתר, במהלך בדיקות העמידות בלחץ, התפוצצו חלונות מודול הירח (LM-1) שהיו עשויות זכוכית אקרילית, בשל כך הוחלפו החלונות בלוחות אלומיניום אטום.
טיל השיגור של אפולו 5 היה הסטורן IB, טיל קטן מסטורן V, אבל כזה שביכולתו לשגר את החללית למסלול סביב כדור הארץ. כדי לזרז את השיגור, הוחלט שלא לצרף את הרגליות של מודול הירח. כמו כן בהיעדר אנשי צוות, לא הותקנה מערכת מילוט. כתוצאה מכך היה גובהו של הטיל הטעון 55 מטר במקום גובה 69 מטר בחלליות אפולו אחרות.
ב-22 בינואר המריאה אפולו 5, זמן קצר לפני השקיעה. טיל הסטורן IB פעל באופן מושלם והכניס את השלב השני ואת רכב הנחיתה על הירח (LM) למסלול של 167×222 ק"מ. לאחר שתי הקפות, אמור היה המחשב להפעיל את מנוע הנחיתה, אך בשל תקלת תכנות, נאלץ צוות הבקרה הקרקעי לעבור לתוכנית אלטרנטיבית, והפעיל את המנוע ידנית פעמיים כדי להביא את החללית למסלול המתוכנן. לאחר מכן בוצע בהצלחה הניסוי "אש בחור".
לאחר 11 שעות ו-10 דקות הסתיים הניסוי. השלבים היו ממוקמים במסלול נמוך מספיק עד כדי לגרום להם לצנוח באטיות ולהיכנס חזרה לאטמוספירת כדור הארץ, והשליטה על שני השלבים הושבתה. שלב ההמראה (1968-007A), נכנס לאטמוספירה כעבור יומיים (24 בינואר) ונשרף מהחיכוך האטמוספירי, שלב הנחיתה (1968-007B) נכנס לאטמוספירה כעבור 20 יום (12 בפברואר) ונפל לאוקיינוס השקט.
למרות התקלה בתכנות של מנוע הנחיתה, הוגדרה המשימה על ידי נאס"א כמוצלחת, בכך שניסתה בהצלחה את מערכות מודול הירח (LM). בשל כך בוטלה התוכנית לשלוח חללית בלתי מאוישת נוספת (LM-2) ונסללה הדרך לשיגור חללית מאוישת (LM-3) באפולו 9.