La carte ci-contre, sur laquelle sont indiqués tous les lieux de chute ou d'alunissage des engins automatiques et vols habités reflète bien l'activité intensive qu'a connue l'exploration lunaire entre 1956 et 1976. Deux programmes à long terme ont été développés durant cette période: le programme soviétique, basé sur l'envoi de sondes spatiales toujours plus perfectionnées, et le programme américain, dont la finalité était le débarquement d'hommes sur la Lune. Les résultats obtenus dans le cadre de ces deux programmes se sont admirablement complétés pour nous fournir une image intégrale et détaillée de la surface lunaire.
Le programme soviétique est caractérisé par le lancement de trois générations de sondes automatiques. La première sonde à avoir été lancée vers la Lune fut Luna 1 (janvier 1959). Elle frôla notre satellite avant de se perdre dans l'espace. Le premier engin à atteindre la Lune fut Luna 2 (septembre 1959) qui s'écrasa dans la mer des Pluies. Luna 3 transmit les premiers clichés de la face cachée (octobre 1959). Puis ce fut l'envoi de la seconde génération de sondes: Luna 9 inaugura l'alunissage en douceur (février 1966) et Luna 10 fut le premier engin à être satellisé autour de la Lune (mars 1966). La série Zond occupe une place à part dans le programme soviétique: satellisées à basse altitude autour de la Lune, ces sondes effectuèrent des mesures et prirent des clichés avant de revenir sur Terre (Zond 3, 1965; Zond 5-7, 1968-1969). Les sondes de la troisième génération effectuèrent leur vol d'essai avec Luna 15 (1969). Le but était de déposer sur la Lune une plate-forme multifonctions reposant sur quatre pieds. Cette plate-forme était équipée d'une installation de prélèvement d'échantillons et d'une fusée devant assurer son retour sur Terre (Luna 16, 1971 ; Luna 20, 1972 et Luna 24, 1975) ou d'un laboratoire mobile télécommandé (Luna 17 avec Lunakhod 1 en 1970 et Luna 21 avec Lunakhod 2 en 1973).
Le programme américain fut engagé avec la série des sondes de type Ranger. Leur rôle était de transmettre des photographies de la Lune, prises à faible distance de la surface lunaire, avant de s'y écraser (Ranger 7, 8 et 9 dans les années 1964-1965). Entre 1966 et 1968, les Américains concentrèrent leurs efforts sur la préparation de l'alunissage de vaisseaux habités: exploration directe du sol lunaire par les sondes Surveyor et cartographie précise de la Lune grâce aux clichés des satellites Lunar Orbiter. Les engins Surveyor étaient de véritables robots destinés à se poser en douceur sur le sol lunaire. Ils étaient équipés d'une caméra et d'une pelle mécanique télécommandées de la Terre (Surveyor3 et 7) ainsi que d'un analyseur chimique pourvu d'une source émettrice de particules alpha pour l'analyse de la composition chimique de la croûte lunaire. Ils rapportèrent sur Terre 87 674 clichés.
Les cinq satellites Lunar Orbiter ont également accompli un travail très utile. Leur tâche essentielle était de photographier la surface lunaire en vue du repérage des sites d'alunissage des missions habitées. Les trois premiers satellites ayant rempli cette mission, les deux autres furent utilisés pour compléter la cartographie lunaire.
Le programme américain connut son apothéose avec les missions Apollo. Les vols circumlunaires Apollo 8 (du 21 au 27. 12. 1968) et Apollo 1 0 (du 20 au 26. 5. 1969) en constituèrent les préliminaires. Avec Apollo 11, l'homme posa pour la première fois le pied sur le sol lunaire (20. 7. 1969). Les cinq expéditions suivantes se déroulèrent également avec succès (Apollo 12, 14, 15, 16 et 17 - dans les années 1969-1972). Les vaisseaux spatiaux Apollo étaient composés de trois éléments principaux: un module de commande, un module de service et un module lunaire. Dans le module de commande, l'équipage se composait de trois astronautes. Après s'être placés en orbite lunaire, l'un restait dans ce module qui continuait à tourner autour de la Lune avec le module de service, tandis que les deux autres passaient dans le module lunaire qui se détachait pour se poser sur la Lune. Durant ces missions, les astronautes ont effectué des études géologiques, des prélèvements d'échantillons, photographié le sol lunaire et y ont installé un équipement scientifique baptisé ALSEP (Apollo Lunar Surface Equipment Package).
Au terme de cette vague intensive d'investigations directes, la Lune nous a révélé plus de secrets en l'espace de quelques années qu'elle ne l'avait fait durant des siècles. Il va falloir encore quelques décades avant que les informations recueillies soient entièrement exploitées. Les connaissances acquises serviront à la préparation de missions futures, avec pour but l'installation d'une base scientifique permanente où les hommes pourront effectuer des séjours prolongés.