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Erste Robotermissionen

Nach dem Start des Sputnik-Satelliten der UdSSR im Jahr 1957, dem ersten Raumschiff, das die Erde umkreiste, wurde klar, dass das nächste große Ziel sowohl des sowjetischen als auch des US-amerikanischen Raumfahrtprogramms der Mond sein würde (siehe Weltraumforschung). Die Vereinigten Staaten bereiteten schnell einige robotische Mondsonden vor und starteten sie, von denen die meisten scheiterten und keine den Mond erreichte. Die Sowjetunion hatte mehr Erfolg und schaffte 1959 mit Luna 1 den ersten Austritt aus der Erdanziehung, mit Luna 2 den ersten Aufprall auf der Mondoberfläche und mit Luna 3 die erste fotografische Vermessung der Mondrückseite. Nach der Gründung der National Aeronautics and Space Administration (NASA) im Jahr 1958 wurde das US-Programm technisch ehrgeiziger und wissenschaftlicher ausgerichtet. Die ersten Raumsondenuntersuchungen zielten darauf ab, die grundlegenden Eigenschaften des Mondes als planetarischer Körper mit Hilfe seismischer Beobachtung, Gammastrahlenspektrometrie und Nahaufnahmen zu untersuchen. Die Wissenschaftler glaubten, dass selbst begrenzte seismische Daten Hinweise auf die Frage liefern würden, ob der Mond ein primitiver, undifferenzierter Körper ist oder ein Körper, der durch physikalische und chemische Prozesse wie auf der Erde erhitzt und verändert wurde. Gammastrahlenmessungen würden die seismischen Ergebnisse ergänzen, indem sie zeigen, ob das Innere des Mondes genügend Radioaktivität besitzt, um als aktiver Wärmemotor zu dienen, und sie würden auch einige Informationen über die chemische Zusammensetzung der Mondoberfläche liefern. Die Bildgebung würde Merkmale aufzeigen, die zu klein sind, um von der Erde aus gesehen zu werden, und vielleicht Informationen über Prozesse auf der Mondoberfläche liefern und auch das Interesse der Öffentlichkeit wecken.

Unter den neun zwischen 1961 und 1965 gestarteten US-Ranger-Missionen war Ranger 4 (1962) die erste US-Raumsonde, die den Mond traf. Nur bei den letzten drei Missionen kam es jedoch nicht zu den plagenden Fehlfunktionen, die die Missionen ihrer Vorgänger einschränkten oder vorzeitig beendeten. Ranger 7 (1964) lieferte Tausende von ausgezeichneten Fernsehbildern, bevor sie wie geplant auf dem Mond aufschlug, und Ranger 8 und 9 (beide 1965) folgten erfolgreich. Der Einschlagsort von Ranger 7 wurde aufgrund der neu gewonnenen Erkenntnisse Mare Cognitum genannt. Ein wichtiges Beispiel dafür war die Entdeckung, dass selbst kleine Mondmerkmale durch die ständigen Meteoriteneinschläge größtenteils verschwunden sind.

Nach einer Reihe von Misserfolgen Mitte der 1960er Jahre erzielte die Sowjetunion mehrere bemerkenswerte Erfolge: die erste erfolgreiche weiche Mondlandung durch Luna 9 und die erste Mondumlaufbahn durch Luna 10, beide 1966. Die Bilder von Luna 9 zeigten die weiche, grobkörnige Beschaffenheit des Regoliths und bestätigten die ungefähre Tragfähigkeit des Regoliths, da die Landekapsel nicht außer Sichtweite geriet. Gammastrahlungsdaten von Luna 10 deuteten auf eine basaltische Zusammensetzung der nahe gelegenen Regionen hin. 1965 lieferte die sowjetische Vorbeiflugmission mit der Bezeichnung Zond 3 gute Bilder der Mondaußenseite.

Mitte der 1960er Jahre führten die Vereinigten Staaten ihre eigenen Softlanding- und Orbitalmissionen durch. Im Jahr 1966 landete Surveyor 1 auf dem Mond und lieferte Fernsehpanoramabilder. Zwischen 1966 und 1968 folgten sechs weitere Surveyor-Missionen, von denen zwei scheiterten. Sie lieferten nicht nur detaillierte Fernsehbilder der Mondlandschaft, sondern auch die ersten chemischen Daten über den Mondboden und die ersten bodenmechanischen Informationen über die mechanischen Eigenschaften der obersten Zentimeter des Regoliths. Während der Jahre 1966-67 machten fünf U.S. Lunar Orbiter fotografische Aufnahmen des größten Teils der Mondoberfläche und lieferten die für die Planung der Apollo-Missionen notwendigen Karten.