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청년기

닐 암스트롱은 어려서부터 유난히 비행기와 전투기에 관심이 많았으며 비행사가 되고 싶어했다. 16세 생일에 조종사 자격증을 취득하여, 1947년에 해군 항공장교 후보생이 되었다. 인디애나 웨스트라피엣의 퍼듀대학교에서 항공공학을 공부했으나, 1950년 6·25전쟁으로 학업을 중단했다. 그는 이 전쟁에 참가해 1번 격추당하기도 했지만, 항공훈장을 3번이나 받았다. 1955년 미국항공우주국(NASA)의 전신인 미국항공자문위원회(NACA)의 민간인 시험비행사가 되었다. 그는 X-15 로켓 비행기뿐 아니라 여러 초음속 전투기를 시험하면서 1,100시간 이상을 비행했다.

달 탐사

1962년에 우주비행사 2군으로 우주계획에 참여했다. 1966년 3월 16일에는 제미니 8호의 지휘조종사로서 D. R. 스콧과 함께 무인 아제나(Agena) 로켓과 나란히 비행하여 최초의 수동 우주 도킹에 성공했다. 도킹한 후에 로켓 추진 장치에 이상이 생겨 아제나와 분리해야만 했는데, 그는 제미니 우주선을 다시 제어할 수 있게 되었고, 태평양에 비상 착수(着水)했다.

1969년 7월 16일 에드윈 E. 올드린 2세, 마이클 콜린스와 함께 아폴로 11호를 타고 달로 향했다(→ 아폴로 계획). 4일 뒤 미국 동부 표준시로 오후 4시 18분, 닐 암스트롱은 달 착륙선 '이글호'를 수동조종하여 고요의 바다 남서쪽 가장자리의 평원에 착륙했다. 1969년 7월 20일 미국 동부 일광시간 오후 10시 56분, 그는 이글호에서 먼지가 덮인 달 표면에 발을 내디디며 "이것은 한 인간의 일보에 불과하지만, 인류에게는 거대한 도약이다"라는 유명한 말을 했다.

올드린과 함께 21시간 37분 동안 달에 머무르면서 흙과 암석 표본을 채취했으며, 많은 사진을 찍었고 과학기기들을 설치했다. 그들은 7월 21일 달에서 이륙하여 지구로 출발했다. 이 세 우주비행사는 7월 24일 미국 동부 표준시로 오후 12시 51분에 태평양에 착수한 뒤, 혹시 있을지 모르는 달의 미생물에 의한 감염을 방지하기 위해 검역소에서 18일 동안 지냈다.

귀환 이후

귀환한 아폴로 11호는 소련에 무너진 미국의 자존심을 일거에 만회하고 새로운 우주 시대의 개막을 알리는 신호탄이 되었다. 실제 미국은 아폴로 프로젝트 이후 우주정거장 계획에 착수하여 1973년 국제 우주정거장인 스카이랩을 발사했다.

달에서 귀환 후 그들은 21개국을 방문했고 인간의 새로운 우주탐사 시대를 연 공로로 큰 환영을 받았다. 암스트롱은 1971년 NASA에서 은퇴했다. 은퇴 후 1971~79년 오하이오 주 신시내티대학교 항공우주공학교수를 지냈으며, 1979년 이후 다양한 회사의 대표나 사장을 지냈다. 그중 1982~92년에는 컴퓨팅테크놀로지포애비에이션사에 재직했고, 1977~2002년에는 군사전자장비 생산업체인 AIL시스템사(이후 EDO사)에 재직하다가 은퇴했다.

미국우주위원회(NCOS, National Commission on Space)에서 우주 계획의 목표 수립에 패널로 참여했고, NASA의 사고조사위원으로도 2번 활약했다. 첫 번째는 1970년의 아폴로 13호 사고였고, 두 번째는 1986년 챌린저 우주왕복선의 폭발을 조사하는 조사위원회 부위원장으로 활약했다. 1969년에는 대통령 훈장을 받았고 같은 시기에 한국을 방문한 바 있다.

2012년 8월 심장 수술 후 합병증으로 사망했다. 장례식은 국장으로 거행해야 한다는 여론이 있었으나 국장으로 치루지 말라는 유언에 따랐다. 시신은 유언에 따라 화장한 뒤 해군에 의해서 대서양에 뿌려졌다.