Запуск станции «Луна-11» в сторону Луны был произведен 24 августа 1966 года. После выведения на траекторию полета к Луне масса станции составляла 1640 килограммов.
27 августа спутник вышел на окололунную орбиту, имевшую следующие параметры:
– расстояние от поверхности Луны в периселении – 163,5 километра и в апоселении – 1193,6 километра;
– период обращения спутника вокруг Луны – 2 часа 57 минут 39 секунд;
– угол наклона орбиты спутника к плоскости лунного экватора – 10,7 градуса.
Спутник активно существовал 38 суток (до 1 октября 1966 года) и совершил 277 оборотов вокруг Луны. За это время состоялось 162 сеанса связи. Научная аппаратура, установленная на спутнике «Луна-11», позволила продолжить исследования, начатые станцией «Луна-10».
Станция «Луна-12», запущенная 22 октября 1966 года, кроме продолжения научных исследований в окололунном пространстве, должна была получить и передать на Землю фотоснимки отдельных участков лунной поверхности, сделанные со сравнительно близкого расстояния.
На борту станции были установлены научная аппаратура (такая же, как и на станции «Луна-11») и фототелевизионное устройство.
Масса автоматической станции на орбите искусственного спутника Луны составляла 1136 килограммов.
Спутник вышел на окололунную орбиту 25 октября и активно существовал 85 суток (до 19 января). За это время спутник совершил 602 витка вокруг Луны, пролетев в окололунном пространстве 9800 000 километров; было проведено 302 сеанса радиосвязи.
Окололунная орбита на 25 октября имела следующие параметры:,
– расстояние от поверхности Луны в периселении – ЮО километров и в апоселении – 1740 километров;
– период обращения – 3 часа 25 минут;
– угол наклона орбиты к плоскости лунного экватора – 36,6 градуса.
На фотографиях получены крупномасштабные изображения фрагментов лунной поверхности, хорошо просматриваются отдельные объекты размером до 5 метров.
Изучались также характеристики гравитационного поля Луны по эволюции орбиты станции, исследовались радиационные условия в окололунном пространстве и распределение микрометеоров. Продолжались начатые на станции «Луна-11» радиоастрономические наблюдения в недоступных с Земли диапазонах длинных и средних радиоволн (поглощаемых земной атмосферой).
7 апреля 1968 года в 13 часов 09 минут был запущен очередной советский искусственный спутник Луны – автоматическая станция «Луна-14». 10 апреля, через 3,5 суток полета, по команде с Земли была включена система автоматического торможения станции для ее перевода на селеноцентрическую орбиту. Предварительно, по данным обработки траекторных измерений, были заложены соответствующие параметры в программу торможения. К концу работы двигательной установки скорость станции была уменьшена в пределах, необходимых для ее перевода на орбиту спутника Луны, и был осуществлен перевод станции на эту орбиту.
Проводились систематические гравиметрические и другие научные исследования, предусмотренные программой запуска станции «Луна-14», при этом ее орбита характеризовалась следующими минимальными и максимальными расстояниями от поверхности Луны: 160 и 270 километров соответственно.
Научная автоматическая станция «Луна-19» была запущена 28 сентября 1971 года для продолжения научных исследований Луны и окололунного пространства с орбиты спутника Луны.
Старт к Луне был произведен с орбиты искусственного спутника Земли; 29 сентября и 1 октября были осуществлены коррекции траектории ее движения.
При подлете к Луне был проведен маневр торможения станции, в результате которого она вышла на круговую селеноцентрическую орбиту со следующими параметрами:
– высота над поверхностью Луны – 140 километров;
– наклонение орбиты к плоскости лунного экватора – 40 градусов 35 минут;
– период обращения вокруг Луны – 2 часа 01 минута 45 секунд.
6 октября был осуществлен перевод станции на новую окололунную орбиту с параметрами:
– минимальная высота над лунной поверхностью – 127 километров;
– максимальная высота над лунной поверхностью – 135 километров;
– период обращения вокруг Луны – 2 часа 01 минута.
В соответствии с программой полета 26 и 28 ноября была произведена еще одна коррекция орбиты станции, в результате которой станция «Луна-19» продолжала движение по селеноцентрической орбите, характеризуемой следующими данными:
– минимальная высота над поверхностью Луны – 77 километров;
– максимальная высота над поверхностью Луны – 385 километров;
– наклонение к плоскости лунного экватора – 40 градусов 41 минута;
– период обращения вокруг Луны – 2 часа 11 минут. Измерения траектории движения станции, передача на Землю панорам лунной поверхности и исследование параметров окололунного пространства проводились систематически при полете станции «Луна-19» по трем указанным орбитам.