既然无法避开技术难题那为什么还要采用分段发射方案呢？
结果就是，钱仲三提出的方案被技术专家委员会给否决了
这样一来，就会到了整体发射方案上，即一次性把月球飞船发射出去，其中运载火箭的第三级将承到个任务，也就需要进行两次点火
事实上，分段发射与整体发射方案的最大差别，就是火箭的第三级的点火次数
相对而言，这是一个较易解决的技术问题
说白了，如果能够研制出大推力液氢液氧火箭发动机那么研制两次点火机构的难度就不会太大
这下，重点落到了大推力液氢液氧火箭发动机上
可以说，这也是载人登月工程需要翻越的第一座技术高峰
根据钱仲三的估算，即便第二级依然采用捆绑方式，而且由四台发动机并联每台发动机的推力也需要达到一百一十吨，总共产生四百四十吨的推力，才能确保在第二级脱离的时候，飞行速度达到接近第一宇宙速度的每秒七千米，让第三级在第一次点火之后进入近地飞行轨道
也许，在几十年之后一百一十吨的推力根本不算什么
要知道，中国海军的第三代潜射战略弹道导弹，采用的是固体燃料火箭发动机，其推力都达到了一百五十吨，使导弹在弹头质量高达八百公斤的情况下，达到了一万二千公里的最大射程
问题是，在七零年代初，这绝对是一个技术难题
更要命的是，中国在此之前没有研制过大推力液氧液氢火箭发动机，用在载人航天工程上的液氧液氢火箭发动机的推力只有二十五吨，需要并联四台发动机，才能够把宇宙飞船送入近地轨道
在研制过程中，钱仲三很快就意识到，研制一百一十吨推力的发动机太难了
结果就是，为了确保在规定的时间内完成研制工作，钱仲三不得不降低对火箭发动机最大推力的要求
在一九七零年七月，定下了大气层内八十吨，大气层外九十五吨的最终设计指标
即便如此，研制液氢液氧火箭发动机依然是整个载人登月工程中难度最大的部分，也是耗时最多的部分
这种被命名为3型的液氢液氧发动机直到一九七三年底才研制成功，并且制造出了第一批四台样机，然后就开始了紧张的测试工作，其台架测试达到了八十吨的最大推理，而理论计算出的真空推力为九十六吨
当然，这也带来了一个难题
火箭的第二级设计总推力必须达到四百四十吨，不然就无法把月球飞船运送到近地转移轨道上
显然，3的推力处于一个相对尴尬的水平上
如果采用五台并联，大气层内的推力只有四百吨，而六台并联有四百八十吨，与实际需要的四百四十吨都有四十吨的差距
要知道，火箭推力不是越大越好，而是越合适越好
所幸的是，在一九七零年底，这个问题得到了解决
这就是，月球飞船在完成了总体设计之后，确定其总体质量能够控制在一百一十吨到一百二十吨之间
也就是说，第三级的总质量至少能减少二十吨
这就意味着，第二级只需要四百吨的总推力
这下，运载火箭的第二级设计方案确定了下来，即采用五太3型液氢液氧火箭发动机并联，产生四百吨的大气层内推力
解决了第二级的问题，第三级火箭发动机的问题也就不存在了
这就是，运载火箭的第三级也采用3型液氢液氧火箭发动机，只不过是具备两次点火能力的3型在第一次点火之后，第三级将把月球飞船送入近地轨道，然后由宇航员对月球飞船进行全面检查，在确认月球飞船的各个系统都正常之后，第三级将进行第二次点火，把月球飞船送入月球轨道，最终坠毁在月球表面上到这个时候，运载火箭完成了其所有使命
当然，第三级还有一个重要使命，即撞击月球
这是一项很重要的科研任务，即通过撞击，对月球进行地质测量，让科学家掌握与获取月球的地质信息
可以说，3液氢液氧火箭发动机本身就是一个奇迹
在航天飞机问世之前，3是世界上推力最大的液氢液氧火箭发动机，不但在载人登月工程中发挥了重要作用，还参与了后来的多项航天工程，包括建造空间站，向火星发射探测器等等
事实上，3的技术水平超越了整个时代
直到二十世纪末，3都是世界上最先进最可靠的液氢液氧火箭发动机，在其总共二百四十八次发射中，只有三次失败记录，可靠性超过了百分之九十九，甚至高于同时代的煤油液氧火箭发动机
进入二十一世纪，中国在重启登月计划的时候，都借助了研制3的技术储备
从某种意义上讲，中国能够在一九七三年底研制出3液氢液氧运载火箭，本身就是一个不应该出现在这个时代的奇迹
当然，在载人登月工程中，类似的奇迹并不少见
比如，为载人登月工程研制的“擎天”运载火箭是当时世界上最大的运载火箭，其起飞质量超过了三千吨，第一级推力高达三千五百吨，近地轨道发射能力为一百二十吨，月球轨道发射能力为五十吨这些记录，足足保持了七十七年，要到二十一世纪的第四个十年，才会被超越
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