Однако “пощупать” лунную поверхность удалось лишь через семь лет после первого попадания ракеты на Луну, слишком технически сложной оказалась задача прилунения в условиях отсутствия тормозящей атмосферы. Первую мягкую посадку совершил советский автомат “Луна–9”, затем – серия советских “Лун” и американских “Сервейеров”.

Уже “Луна–9” развеяла миф о том, что поверхность Луны покрывает толстый слой пыли или даже что её обтекают пылевые потоки.

Плотность пылевого покрова оказалась равной 1–2 г/см3, а скорость пробега звуковых волн в слое толщиной несколько сантиметров была всего лишь 40 м/с. Были получены фототелепанорамы лунной поверхности с высокой разрешающей способностью. Первоначальные изображения Луны поступали на Землю только по радиотелеметрическим и телевизионным каналам. Они стали много качественнее и полнее после обработки фотографий, полученных возвращаемыми на Землю советскими аппаратами “Зонд–5” (1968 г.), “Зонд–8” (1970 г.).

Почти у всех планет Солнечной системы, кроме Меркурия и Венеры, имеются естественные спутники. Наблюдая за их движением, астрономы по величине момента инерции заранее узнают, однородна ли планета, сильно ли меняются её свойства от поверхности к центру.

У Луны естественных спутников нет, но, начиная с “Луны–10”, над ней периодически появлялись спутники–автоматы, измерявшие поле тяготения, плотность потока метеоритов, космическую радиацию и даже состав пород задолго до того, как лунный образец попал под микроскоп в земной лаборатории. Например, по концентрации радиоактивных элементов, измеренной со спутника, заключили, что лунные моря сложены породами, похожими на земные базальты. Величина момента инерции Луны, определённая с помощью спутников, позволила думать, что Луна гораздо менее расслоена по сравнению с Землёй. Эта точка зрения укрепилась, когда сперва астрономически рассчитали среднюю плотность Луны, а потом непосредственно измерили плотность образцов лунной коры – они оказались близкими.

Орбитальные измерения выявляли в гравитационном поле видимой стороны положительные аномалии – усиленное притяжение в районах крупных “морей”: Дождей, Нектара, Ясности, Спокойствия. Они были названы “масконами” (по–английски: “концентрация масс”) и представляют одно из уникальных свойств Луны. Не исключено, что аномалии масс связаны с вторжением более плотного метеоритного вещества или с перемещением базальтовой лавы под действием земного притяжения.

Последующие автоматы на Луне становились всё сложнее и “умнее”. Станция “Луна–16” (12 – 24 сентября 1970 г.) совершила мягкую посадку в районе Моря Изобилия. Робот–“селенолог” осуществил сложные операции: выдвинулась штанга с буровым станком, электробур – пустотелый цилиндр с резцами на конце – за шесть минут погрузился в лунный грунт на 250 мм, керн был упакован в герметичный контейнер возвращаемого аппарата. Драгоценный 100–граммовый груз был благополучно доставлен в земную лабораторию. Образцы оказались сходными с бальзатами, взятыми экипажем “Аполлона–12” в Океане Бурь на расстоянии около 2 500 км от места посадки “Луны–12”. Это подтверждает общность происхождения лунных “морей”. Семьдесят химических элементов, определённых в реголите Моря Изобилия, не выходят за рамки периодической системы Менделеева.

Реголит – уникальное образование, специфически “лунная почва”, не водой и не вихрями размытая, но изрытая бесчисленными ударами метеоритов, обвеваемая “солнечным ветром” быстролетящих протонов.

Второй автомат–геолог, “Луна–20”, в феврале 1972 года доставил на Землю пробу грунта из высокогорного “материкового” района, разделяющего “моря” Кризисов и Изобилия. В отличие от базальтового состава “морского” образца, континентальная проба состояла в основном из лёгких светлых пород богатых плагиоклазом, окисью алюминия и кальция и имела очень низкое содержание железа, ванадия, марганца и титана.

Третий автомат–геолог, “Луна–24”, доставил в 1973 году на Землю последний пока образец лунного грунта из зоны перехода от лунного “моря” к континенту.

.Едва терминатор – линия смены дня и ночи – пересёк Море Ясности, как на безжизненной поверхности Луны началось не предусмотренное природой движение. Странный, из металла, стекла и пластика механизм о восьми ногах-колёсах высотой чуть более метра и длиной немногим более двух “проснулся”. Откинулась крышка, служившая и солнечной батареей. Вкусив животворный электрический заряд, механизм ожил, встряхнулся, пополз вверх по склону кратера, обходя большой камень, вышел на ровное место и взял курс на борозду. Невидимый миру земной экипаж “Лунохода” у телеэкранов и кнопок ЭВМ начал пятый день перехода от “моря” к континенту Луны .

Передвижные станции – луноходы – важный этап в изучении Луны. Впервые этот сюрприз космотехника преподнесла 17 ноября 1970 года, когда в Море Дождей мягко опустилась “Луна–17”. По сходням посадочной ступени съехал и начал беспримерное путешествие по безводному лунному “морю” “Луноход–1” (Приложения, рис. 2). Он был невелик ростом и весил три четверти тонны, а энергии потреблял не больше бытового утюга. Но колёса с независимыми подвесками и электродвигателями обеспечивали его высокую проходимость и маневренность. А шесть телефотоглаз осматривали трассу и передавали панораму поверхности на Землю, где экипаж “Лунохода” с каждой вахтой набирался опыта управления его движением на дистанции 400 000 км.

Через некоторое время “Луноход” останавливался – отдыхал, тогда начинали работать научные приборы. Конус с крестообразными лопастями вдавливался в грунт и поворачивался вокруг оси, исследуя механические свойства реголита.

Другой прибор с красивым именем “РИФМА” (рентгеновский изотопный флюресцентный метод анализа) определял относительное содержание в грунте химических элементов.

“Луноход–1” исследовал лунный грунт десять с половиной земных месяцев – 10 лунных суток. В липкую, толщиной в несколько сантиметров лунную пыль врезалась одиннадцатикилометровая колея “Лунохода”. Был обследован грунт на площади 8 000 м2, передано 200 панорам и 20 000 лунных пейзажей, в 500 местах испытана прочность грунта, в 25 точках – его химический состав. На финише “Луноход–1” встал в такую “позу”, при которой на Землю был направлен уголковый светоотражатель. С его помощью учёные измерили расстояние Земля – Луна (порядка 400 000 км) с точностью до сантиметров, но и подтвердили, что берега Атлантики раздвигаются.

Через два года, 16 января 1973 года, на Луну был доставлен усовершенствованный собрат семейства лунопроходцев – “Луноход–2”. Задача у него была посложнее – пересечь морской участок кратера Лемонье и обследовать континентальный массив Тавр. Зато и экипаж уже с опытом и возможностей у новой модели больше. Глаза “Лунохода–2” были поставлены выше и обеспечивали большой обзор. Появились и новые приборы: астрофотометр исследовал светимость лунного неба, магнитометр – силу магнитного поля и остаточную намагниченность грунта.

Работа автоматических станций на Луне проходит в очень непростых и непривычных для землян условиях. Рассвет каждого нового рабочего дня “Лунохода” рассеивал далеко не безосновательные опасения: пробудится ли нежный организм автомата, не продрог ли он в стуже двухнедельной лунной ночи?

Астрофотометр всматривался в чужое небо Луны: даже днём при свете Солнца оно было чёрным, звёзды, яркие и немигающие, стояли там почти неподвижно, а над горизонтом сияло бело-голубое чудо – Земля людей, ради знаний о которой предприняты столь трудные эксперименты.

“Луноход–2” благополучно просыпался 5 раз и на славу трудился полный рабочий день. Два дня он двигался на юг, в направлении материка, потом свернул на восток, к меридиональному разлому. По мере перехода от “моря” к континенту содержание химических элементов в реголите менялось, железа становилось меньше, алюминия и кальция больше. Этот вывод подтвердился в дальнейшем, когда в земных лабораториях было изучено около полутонны образцов, взятых из девяти точек видимой стороны Луны: “моря” Луны сложен базальтами, континенты – габбро-анортозиатами. )