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Primeras misiones robóticas

Tras el lanzamiento en 1957 del satélite Sputnik de la U.R.S.S., la primera nave espacial en orbitar la Tierra, se hizo evidente que el siguiente gran objetivo de los programas espaciales soviético y estadounidense sería la Luna (véase exploración espacial). Estados Unidos preparó y lanzó rápidamente algunas sondas lunares robóticas, la mayoría de las cuales fracasaron y ninguna llegó a la Luna. La Unión Soviética tuvo más éxito, logrando en 1959 el primer escape de la gravedad terrestre con el Luna 1, el primer impacto en la superficie lunar con el Luna 2 y el primer estudio fotográfico de la cara oculta de la Luna con el Luna 3. Tras la fundación de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) en 1958, el programa estadounidense se volvió más ambicioso desde el punto de vista técnico y más orientado a la ciencia. Las primeras investigaciones de las naves espaciales se orientaron a estudiar el carácter fundamental de la Luna como cuerpo planetario mediante la observación sísmica, la espectrometría de rayos gamma y la obtención de imágenes de cerca. Los científicos creían que incluso los datos sísmicos limitados darían pistas para resolver la cuestión de si la Luna era un cuerpo primitivo e indiferenciado o uno que había sido calentado y modificado por procesos físicos y químicos como los de la Tierra. Las mediciones de rayos gamma complementarían los resultados sísmicos mostrando si el interior de la Luna tenía suficiente radiactividad para servir de motor térmico activo, y también darían alguna información sobre la composición química de la superficie lunar. Las imágenes revelarían rasgos demasiado pequeños para ser vistos desde la Tierra, proporcionando quizás información sobre los procesos de la superficie lunar y despertando también el interés del público.

Entre las nueve misiones Ranger estadounidenses lanzadas entre 1961 y 1965, la Ranger 4 (1962) se convirtió en la primera nave espacial estadounidense en golpear la Luna. Sin embargo, sólo las tres últimas naves evitaron las plagadas averías que limitaron o terminaron prematuramente las misiones de sus predecesoras. El Ranger 7 (1964) devolvió miles de excelentes imágenes de televisión antes de impactar como estaba previsto, y los Rangers 8 y 9 (ambos de 1965) le siguieron con éxito. El lugar de impacto del Ranger 7 recibió el nombre de Mare Cognitum por los nuevos conocimientos adquiridos, un ejemplo importante de los cuales fue el descubrimiento de que incluso las pequeñas características lunares han sido en su mayoría sometidas a los incesantes impactos de meteoritos.

Después de una serie de fracasos a mediados de la década de 1960, la Unión Soviética obtuvo varios logros notables: el primer aterrizaje suave lunar exitoso de Luna 9 y la primera órbita lunar de Luna 10, ambos en 1966. Las imágenes del Luna 9 revelaron la naturaleza blanda y escarpada del regolito y, dado que la cápsula de aterrizaje no se hundió hasta perderse de vista, confirmaron su resistencia aproximada. Los datos de rayos gamma de Luna 10 apuntaron a una composición basáltica para las regiones cercanas. En 1965, la misión soviética de sobrevuelo denominada Zond 3 obtuvo buenas imágenes de la cara oculta de la Luna.

A mediados de la década de 1960, Estados Unidos llevó a cabo sus propias misiones de aterrizaje suave y orbital. En 1966 el Surveyor 1 aterrizó en la Luna y devolvió imágenes panorámicas de televisión. Entre 1966 y 1968 se llevaron a cabo otras seis misiones Surveyor, con dos fracasos, que proporcionaron no sólo vistas televisivas detalladas del paisaje lunar, sino también los primeros datos químicos sobre el suelo lunar y la primera información sobre la mecánica del suelo que mostraba las propiedades mecánicas de los primeros centímetros del regolito. Además, durante 1966-67, cinco orbitadores lunares estadounidenses realizaron estudios fotográficos de la mayor parte de la superficie lunar, proporcionando la cartografía esencial para la planificación de las misiones Apolo.