В месте посадки АМС «Луна-13» на поверхности, по-видимому, залегает слой зернистого материала с объемным весом 0,8 грамма на кубический сантиметр или несколько меньше, состоявший из зерен и гранул из пористого минерального вещества, слабо связанных между собой в местах контакта… Толщина этого слоя в точке измерения не менее 5 сантиметров.
«Первые панорамы лунной поверхности»
До полетов космических кораблей серии «Аполлон» прямых определений возраста лунного вещества, конечно, не существовало. Были только установлены относительные возрасты различных частей лунной поверхности. Тем не менее многие ученые считали, что подавляющее большинство самых крупных форм лунной поверхности являются очень древними. Они полагали, что преобладающая часть лунных пород должна быть древнее, чем самые древние породы Земли, возраст которых исчисляется, по крайней мере, в 3 миллиарда лет. Нередко думали, что Луна явится ключом к раскрытию многих тайн ранней истории солнечной системы, и поэтому допускали присутствие на ней пород, датированных предполагаемым временем образования Луны и Земли — 4,5 миллиарда лет. Ожидалось, что эти древнейшие породы могут быть найдены в материковых, наиболее древних районах Луны.
Новая эра в исследовании Луны открылась запуском советского космического аппарата «Луна-3» 4 октября 1959 года. Этот аппарат облетел вокруг Луны и передал на Землю серию фотографий, по которым советские исследователи смогли составить карту обратной стороны Луны, никогда прежде не наблюдавшейся. Обратная сторона Луны характеризуется теми же топографическими элементами, что и видимая сторона; можно только отметить, что на ней значительно меньше крупных морей.
В течение первой половины 60-х годов НАСА осуществляло программу «Рейнджер», предусматривающую фотографирование лунной поверхности с близкого расстояния. Аппараты «Рейнджер» начинали передавать изображения в тот момент, когда находились в 20 минутах полета от поверхности Луны, и продолжали передачу до момента удара о лунную поверхность. В результате взору человека открылись впервые детали лунной поверхности размерами до нескольких десятков сантиметров в поперечнике — это было в тысячу раз лучшее разрешение, чем то, которое могло быть достигнуто при наблюдениях в самые высококачественные телескопы при оптимальных условиях.
2 февраля 1966 года совершила мягкую посадку на лунную поверхность и передала на Землю фотографии советская автоматическая станция «Луна-9». К большому облегчению инженеров, проектирующих корабли для полета и посадки на Луну человека, лунная поверхность оказалась вполне устойчивой и способной выдержать космический аппарат. 3 апреля 1966 года «Луна-10» с установленным на ее борту у-спектрометром впервые начала облет Луны. Данные исследования лунной поверхности у-спектрометром явились первыми прямыми геохимическими сведениями о Луне. Согласно полученным спектрам содержание калия, тория и урана оказалось сравнимым с содержанием этих элементов в земных базальтах и было несовместимо с гранитным, ультраосновным, а также хондритовым составом поверхности.
Примерно в то же самое время НАСА приступило к осуществлению программы «Сервейор». Все аппараты, за исключением последнего, совершили посадку в морских районах экваториальной зоны. «Сервейор-7» был послан в район, наиболее интересный в научном отношении. Этот материковый район примыкает к кратеру Тихо, имеющему наиболее значительную среди лунных кратеров систему лучей.
Космические аппараты «Сервейор» доставили огромное количество научной и инженерной информации о местах их посадки. Однако для геологов и геохимиков наиболее ценными данными были первые химические анализы лунного вещества. Они выполнялись при помощи анализа обратного рассеяния а-частиц от источника (кюрия-242), установленного на аппарате. Данные анализов по обратному рассеянию а-частиц подтвердили выводы советских исследователей, сделанные на основе у-спектрального эксперимента, о том, что, по крайней мере, часть лунной поверхности имеет базальтовый состав. Они показали, что различные моря имеют сходный, но не идентичный химический состав, а материковые районы имеют родственный им состав, в котором, однако, имеется недостаток железа и избыток алюминия.
Основная цель программы «Аполлон» состояла в высадке человека на лунную поверхность. На первых этапах программа «Аполлон» предусматривала лишь обработку различных систем корабля при полетах вокруг Земли и вокруг Луны. Все эти предварительные запуски завершились полетом «Аполлона-11» — первым полетом с высадкой человека на лунную поверхность. Геолог мог с восторгом наблюдать уникальный эксперимент: космонавт Нейл Армстронг ступил на лунную поверхность и отобрал совком первый образец лунных пород.