Луна́, единственный естественный спутник Земли. Соотношение размеров и масс Луны и Земли позволяет рассматривать совокупность этих небесных тел скорее как двойную планету, нежели родительскую планету и спутник. Масса Луны (7,35·10²² кг) относится к массе Земли как 1 к 81,3. Аналогичное отношение масс, например, Фобоса и Марса составляет 1/50 000 000, Ганимеда (крупнейшего в Солнечной системе спутника) и Юпитера – 1/12 200. Луна, изначально лишённая атмосферы и гидросферы, сохранила на своей поверхности следы процессов, происходивших в Солнечной системе миллионы и миллиарды лет назад. Поэтому изучение поверхности Луны позволяет делать выводы об эволюции Солнечной системы.

Общая характеристика Луны

Луна движется вокруг Земли по эллиптической орбите (средний эксцентриситет 0,0549) со средней скоростью 1,023 км/с. Расстояние от Луны до Земли меняется от 356 400 до 406 800 км, среднее значение равно 384 401 ± 1 км. Скорость видимого перемещения Луны среди звёзд составляет 13° 10′ 35″ в сутки. Период обращения вокруг Земли, называемый сидерическим (звёздным) месяцем, в среднем составляет 27,32 сут. Период вращения Луны вокруг своей оси относительно звёзд практически в точности совпадает с периодом движения Луны по орбите вокруг Земли. Вследствие этого Луна постоянно обращена к Земле одним и тем же полушарием, что позволяет говорить о видимой и обратной сторонах Луны.

Фазы Луны. Коллаж из 28 фотографий, сделанных в течение синодического месяца.Фазы Луны. Коллаж из 28 фотографий, сделанных в течение синодического месяца.Равномерное вращение Луны вокруг оси в сочетании с неравномерным движением по орбите (ускорение может достигать 0,272 см/с²) приводит к появлению оптического эффекта либрации по долготе. При различных сочетаниях взаимного положения наблюдателя, Луны и Солнца наблюдатель видит освещённой только часть лунного диска – определённую фазу Луны. Период смены фаз (от новолуния до следующего новолуния) носит название синодического месяца. Вследствие эллиптичности лунной орбиты продолжительность синодического месяца может меняться от 29,25 до 29,83 сут. Лунная орбита наклонена к плоскости эклиптики под углом 5° 9′. Наклонение лунного экватора к эклиптике составляет 1° 32′. Такое сочетание наклонений приводит к оптической либрации по широте.

Диаметр Луны равен 3476 км (0,27 земного диаметра), площадь поверхности – 3,8·10⁷ км², средняя плотность вещества – 3340 кг/м³ (0,61 средней плотности Земли). Первая космическая скорость для Луны составляет 1,68 км/с, вторая космическая скорость – 2,375 км/с. Сферическое альбедо Луны в истинное полнолуние равно 0,075; среднее альбедо всей лунной поверхности – 12,44 %, среднее альбедо материковых областей – 13,45 %, среднее альбедо морских областей – 7,30 %. Средняя визуальная звёздная величина Луны в полнолуние, измеряемая с Земли, составляет –12,71^m. Температура лунной поверхности в подсолнечной точке достигает около +130 °С. Температура поверхности Луны на ночной стороне составляет около –160...–170 °С.

На лунной поверхности находится одна из самых крупных в Солнечной системе кольцевых структур – бассейн Южный полюс – Эйткен, диаметр которой предположительно может достигать 3500 км. Возраст этой структуры, по разным оценкам, составляет около 4,3 млрд лет.

Происхождение и эволюция Луны

Существует ряд гипотез о происхождении Луны. Наиболее распространённой долгое время являлась модель гигантского удара (мегаимпакта), в соответствие с которой Луна сформировалась из фрагментов земного происхождения. Согласно этой модели, тело размером примерно с Марс, двигаясь по касательной траектории, столкнулось с Землёй на ранней стадии её развития (но уже после этапа гравитационной дифференциации вещества). В результате удара часть вещества земной коры и верхней мантии была выброшена в виде массивного осколочного облака на околоземную орбиту. В процессе последующей аккреции из этого облака сформировался спутник Земли.

В 2005–2010 гг. группой российских учёных во главе с Э. М. Галимовым была разработана гипотеза одновременного образования Луны и Земли из крупномасштабного газово-пылевого сгущения, размер которого был ограничен радиусом сферы Хилла, т. е. составлял приблизительно 1 млн км. Сжатие этого супрапланетного газово-пылевого образования приводило к адиабатическому повышению температуры его внутренних частей, нагреву частиц пыли и испарению с их поверхности летучих компонентов, в том числе содержащих железо. На определённом этапе, в период 50–70 млн лет с начала возникновения Солнечной системы, происходила фрагментация супрапланетного газово-пылевого диска, отделение Луны и образование зародыша Земли. Аккреция оставшейся части газово-пылевого материала осуществлялась преимущественно более массивным зародышем, т. е. Землёй. Предложенная модель является альтернативной гипотезе мегаимпакта и лишена основных трудностей этой гипотезы. Модель Галимова и др. объясняет наблюдаемый дефицит железа на Луне. Показано, что утрата железа численно коррелирована с обогащённостью Луны труднолетучими элементами, такими как алюминий, кальций и титан. Изотопный обмен в системе «пар – частица» даёт объяснение, почему утрата Луной летучих компонентов не сопровождалась изотопным фракционированием. Этот факт является трудно объяснимым в гипотезе мегаимпакта. Зависимость вероятности фрагментации от величины момента импульса газово-пылевого диска объясняет, почему Земля имеет спутник, а Венера – нет (Галимов. Образование Луны ... 2011).

В первые миллионы лет Луна, по-видимому, прошла стадию дифференциации вещества, в результате чего сформировались ядро, мантия (возможно, верхняя и нижняя) и кора Луны. Согласно данным на начало 21 в., Луна имеет металлическое ядро радиусом от 220 до 450 км. Масса ядра составляет не более 2–4 % от общей массы Луны. Кора Луны имеет небольшую толщину (60–100 км) и поэтому в прошлом сравнительно легко взламывалась под внешними ударами крупных падающих тел. Впоследствии этот процесс дополнялся взламыванием коры под действием внутреннего давления расплавленной базальтовой лавы верхней мантии, а также вследствие остывания лунных недр, идущего с поверхности. В образцах горных пород Луны, доставленных на Землю космическими аппаратами «Аполлон» (США, 1969–1972), был выделен особый кластер ударных брекчий возрастом 3,7–3,9 млрд лет. Это позволяет предположить, что в тот период поверхность Луны подвергалась интенсивной бомбардировке объектами разной природы, что подтверждается также другими исследованиями. Именно в это время на её поверхности появились гигантские круговые впадины ударного происхождения. На последующей стадии эволюции Луны эти впадины поэтапно заполнялись лавовыми потоками из верхней мантии, образуя т. н. лунные моря. В ту же эпоху под действием приливного гравитационного влияния со стороны Земли происходило замедление осевого вращения Луны, что привело в конечном счёте к уравниванию её осевого и орбитального периодов вращения.

Компьютерное моделирование процесса образования Луны в соответствии с гипотезой мегаимпакта. 2022.Компьютерное моделирование процесса образования Луны в соответствии с гипотезой мегаимпакта. 2022.

NASA / Durham University / Jacob KegerreisNASA / Durham University / Jacob Kegerreis

Строение поверхности Луны

Луна покрыта единым материковым щитом лунной коры, мощность которого в современную эпоху на видимой стороне Луны равна в среднем 60 км, на обратной стороне – до 100 км. Общая площадь лунных морей составляет 16,9 % поверхности Луны (на видимой стороне – 31,2 %, на обратной стороне – 2,6 %).

Лунный кратер Лемонье (в центре снимка). Фрагмент оригинальной фотографии, полученной с борта космического аппарата «Аполлон-17» во время полёта командного модуля по окололунной орбите.Лунный кратер Лемонье (в центре снимка). Фрагмент оригинальной фотографии, полученной с борта космического аппарата «Аполлон-17» во время полёта командного модуля по окололунной орбите.Материковый ландшафт (участки вне лунных морей) имеет более светлую окраску пород и более изрезанный рельеф (за счёт большей концентрации ударных кратеров). Возраст наиболее древних материковых пород достигает 4,3–4,6 млрд лет. Плотность поверхностных материковых анортозитовых пород составляет 2900 кг/м³.

Поверхность лунных морей сложена тёмными базальтовыми породами и имеет в основном равнинный рельеф. Плотность поверхностных базальтовых пород близка к средней плотности Луны. Средний возраст базальтовых пород, образующих поверхность старых морей (Имбрийская система), достигает 3,7 млрд лет. Средний возраст базальтов молодых морей (Эратосфеновская система) составляет 3,2 млрд лет. Поверхностная плотность ударных кратеров в пределах морей существенно меньше, чем на поверхности материков.

Процесс выплавления морских базальтовых лав из недр Луны на её поверхность определяет понятие лунного вулканизма. В рельефе эти процессы отразились в виде извилистых русел, по которым протекала лава, наплывов лавовых полей и т. д. Конусные вулканические образования, подобные земным вулканам, на Луне встречаются крайне редко, и их природа окончательно не установлена. Считается, что эпоха лунного вулканизма закончилась около 2,5 млрд лет назад, когда образовались наиболее молодые моря. В последующий период лунной эволюции поверхность спутника в основном формировали только удары падающих тел различных размеров. Постоянная бомбардировка лунной поверхности частицами, падающими со сверхзвуковыми скоростями (до 25 км/с), приводит к формированию чехла из раздробленных пород, покрывающего всю поверхность Луны. Этот рыхлый слой обломочного материала носит название реголита и достигает в отдельных местах толщины 10 м и более.

Обзорная карта Луны. 2022. Масштаб 1:13 000 000. Карта составлена на основе данных, полученных космическим аппаратом Lunar Reconnaissance Orbiter. Составитель Е. А. Гришакина; научные руководители В. В. Шевченко, Е. Н. Слюта; редактор Ж. Ф. Родионова.Обзорная карта Луны. 2022. Масштаб 1:13 000 000. Карта составлена на основе данных, полученных космическим аппаратом Lunar Reconnaissance Orbiter. Составитель Е. А. Гришакина; научные руководители В. В. Шевченко, Е. Н. Слюта; редактор Ж. Ф. Родионова.

Физические поля Луны

Ускорение силы тяжести у поверхности Луны в 6 раз меньше земного и составляет 1,623 м/с². Основным методом изучения гравитационного поля Луны является исследование возмущений орбит её искусственных спутников. Эти исследования позволили установить общую асимметрию распределения масс в теле Луны, а также выделить местные концентрации масс (т. н. масконы), расположенные в пределах верхней мантии в области круговых морей видимого полушария Луны.

Низкая отражательная способность лунного поверхностного слоя приводит к тому, что около 90 % падающего на Луну солнечного излучения переходит в теплоту. Поэтому Луна имеет собственное тепловое излучение в инфракрасной области спектра и частично в радиодиапазоне. Максимум собственного излучения Луны лежит в области длин волн 7 мкм. Максимум отражённого излучения Луны приходится на длину волны 0,6 мкм (максимум распределения энергии в солнечном спектре находится около длины волны 0,47 мкм). Измерения теплового излучения неосвещённой части лунного диска, проводимые в процессе смены фаз или во время лунных затмений, позволяют оценить тепловую инерцию покровного вещества, которая у лунного грунта оказывается на 2 порядка меньше, чем у земных горных пород. Столь низкое значение тепловой инерции свойственно только сильно измельчённым породам, помещённым в условия высокого вакуума. Измерения яркостной температуры радиоизлучения позволяют определить тепловой режим слоёв, расположенных под поверхностью Луны на глубине нескольких длин волн излучения. В частности, установлено, что на глубине около 1 м температура реголита не претерпевает существенных изменений в течение лунных суток. Этот вывод был подтверждён при бурении грунта экипажами космических аппаратов «Аполлон».

Карта общей напряжённости локального магнитного поля в районе магнитной аномалии Рейнер-гамма. Изолинии построены по данным магнитометра, установленного на борту искусственного спутника Луны (ИСЛ) Lunar Prospector. Снимок поверхности в области 750 нм получен ИСЛ Clementine. График из статьи: Hemingway D., Garrick-Bethell I. Magnetic field direction and lunar swirl morphology: Insights from Airy and Reiner Gamma // Journal of Geophysical Research: Planets. 2012. Vol. 117, № E10012. Перевод и адаптация: БРЭ.Карта общей напряжённости локального магнитного поля в районе магнитной аномалии Рейнер-гамма. Изолинии построены по данным магнитометра, установленного на борту искусственного спутника Луны (ИСЛ) Lunar Prospector. Снимок поверхности в области 750 нм получен ИСЛ Clementine. График из статьи: Hemingway D., Garrick-Bethell I. Magnetic field direction and lunar swirl morphology: Insights from Airy and Reiner Gamma // Journal of Geophysical Research: Planets. 2012. Vol. 117, № E10012. Перевод и адаптация: БРЭ.Многочисленные магнитометрические исследования (орбитальная магнитная съёмка и измерения непосредственно на поверхности Луны) установили отсутствие у Луны собственного магнитного поля. В то же время в некоторых районах лунной поверхности зафиксированы местные магнитные аномалии. В районах лунных морей видимого полушария величина магнитной индукции у поверхности колеблется от 0,1 до нескольких нанотесла. Наиболее значительные магнитные аномалии обнаружены на обратной стороне Луны, где магнитная индукция в некоторых местах достигает свыше 300 нТл. Исследования остаточной намагниченности образцов лунных пород, доставленных на Землю, позволяют предположить, что заметное магнитное поле могло существовать у Луны 3,6–3,8 млрд лет назад. Природа возникновения лунного палеомагнетизма и наблюдаемых в современную эпоху магнитных аномалий пока достоверно не установлена. Одна из гипотез происхождения локальных магнитных аномалий предполагает намагничивание вещества поверхностного слоя реголита в результате падения кометных тел. Наиболее известной диффузной структурой (англ. swirl) является альбедная аномалия, связанная с локальной магнитной аномалией, – Рейнер-гамма (Reiner Gamma) – на западной окраине Океана Бурь.

Взаимодействие Луны с окружающей средой

Космические лучи по-разному воздействуют на поверхности Луны и Земли, т. к. Луна практически лишена атмосферы и магнитного поля. Ионы солнечного ветра из-за своей малой энергии способны проникать лишь в очень тонкий (не более 1 мкм) верхний слой лунного вещества. Но за время существования Луны (более 4 млрд лет) общее число достигших её частиц может быть, по некоторым оценкам, эквивалентно поверхностному слою лунного вещества толщиной до 10 м. Плотность потока солнечного ветра у Луны обычно принимается равной (1–8) ·10⁸ частиц · см^–2 · с^–1. Значительная часть этих частиц в конце концов покидает лунную поверхность. Тем не менее считается, что именно солнечный ветер служит источником таких редких для Луны химических элементов, как H, He, C, N и др. Содержание водорода в поверхностном слое реголита составляет 50–100 мкг/г, содержание изотопа ³Не в среднем не превышает 4–8 нг/г.

Электроны с энергией 0,5–1,0 МэВ, покидающие Солнце при солнечной вспышке, достигают окрестностей Луны за время от 10 мин до 10 ч, протоны с энергией 20–80 МэВ – за время от нескольких часов до 10 ч. Большая часть солнечных космических лучей не проникает в лунное вещество глубже, чем на несколько сантиметров. Многие образцы лунных пород, доставленные на Землю, сохранили следы частиц солнечных космических лучей, по которым можно судить об интенсивности солнечного ветра в прошлом (за период около 10 млн лет), а также определять экспозиционный возраст самих лунных пород.

Тяжёлые атомные ядра галактических космических лучей обычно не проникают в лунные породы на глубину более 10 см. Несмотря на то что эти частицы вызывают ядерные реакции в лунном веществе и индуцируют явления каскадного типа, наличия слоя вещества в несколько граммов на 1 см² достаточно для полного затухания этих процессов. Напротив, лёгкие атомные ядра в составе галактических космических лучей (протоны и альфа-частицы) могут глубоко проникать в лунный грунт и инициировать каскады вторичных частиц, распространяющиеся на несколько метров вокруг. Число вторичных частиц, как правило, в несколько раз превышает первичный поток. Например, поток первичных частиц галактических космических лучей плотностью 2 частицы · см^–2 · с^–1 может индуцировать вторичный поток нейтронов плотностью около 13 частиц · см^–2 · с^–1. Одним из процессов, сопровождающих бомбардировку лунного покровного вещества частицами галактических космических лучей, является «выбивание» гамма-частиц и нейтронов, которые создают поток излучения от Луны. Энергетический спектр этого потока указывает на химический состав исходного вещества. Таким образом, дистанционно (с помощью орбитальных космических аппаратов) было определено содержание в лунных породах таких элементов, как Th, Ti, Fe, Mg, K и др.

При практически полном отсутствии у Луны газовой оболочки даже самые малые метеороидные частицы достигают лунной поверхности, вызывая интенсивную эрозию поверхностных слоёв. Расчётные значения скоростей падения на лунную поверхность таких частиц составляют 13–18 км/с. Общий поток падающих на Луну твёрдых тел оценивался величиной 4 ·10^–19 кг · см^–2 · с^–1 при учёте объектов с массой от 10^–19 до 10¹⁵ кг. Однако результаты пассивного сейсмического эксперимента, проведённого на лунной поверхности по программе «Аполлон», дали другую оценку потока метеоритного вещества, реально выпадающего на Луну. Зарегистрированный поток оказался в 10–1000 раз меньше прогнозируемого по наземным наблюдениям. Такое расхождение объясняют предполагаемым присутствием в приповерхностном окололунном пространстве рассеянного мелкодисперсного вещества – своеобразной «аэрозольной составляющей» лунной экзосферы. Отдельные наблюдения избыточных свечений лунного неба подтверждают подобные предположения. По данным измерений, проведённых непосредственно на лунной поверхности, плотность потока микрочастиц с массой более 10^–16 кг и скоростью падения около 25 км/с составляет 2 ·10^–8 см^–2 · с^–1. В этом эксперименте был зарегистрирован эффект повышенной концентрации микрочастиц вблизи моментов местного восхода и захода Солнца при 8 полных циклах смены фаз (т. н. лунациях). Количество микрочастиц, зарегистрированных за единицу времени, возрастало почти в 100 раз за время от нескольких часов до 40 ч перед восходом Солнца и в течение 30 ч после восхода. Было установлено, что преимущественное перемещение частиц происходит в направлении от Солнца. Предполагаемый механизм такого горизонтального переноса частиц по лунной поверхности заключается во взаимодействии электростатических зарядов пылинок с электростатическими полями, возникающими на лунной поверхности под воздействием солнечного излучения.

Исследование Луны космическими аппаратами

Современные научные данные о природе Луны получены в основном с помощью космических аппаратов. Начало этим исследованиям положено в 1959 г. автоматическими межпланетными станциями серии «Луна» (СССР). В том же году получены и переданы на Землю первые в мире изображения обратной стороны Луны («Луна-3»).

Места посадок космических аппаратов разных стран на поверхность Луны: СССР и Россия (красный цвет), США (синий, голубой и фиолетовый), Китай (жёлтый), Индия (зелёный). Подписи и обозначения: БРЭ.Места посадок космических аппаратов разных стран на поверхность Луны: СССР и Россия (красный цвет), США (синий, голубой и фиолетовый), Китай (жёлтый), Индия (зелёный). Подписи и обозначения: БРЭ.Первая в мире мягкая посадка на лунную поверхность была совершена в 1966 г. космическим аппаратом «Луна-9». Первая пилотируемая экспедиция на Луну осуществлена в 1969 г. экспедицией «Аполлон-11» (США).

Снимок автоматической лунной станции «Луна-17» на лунной поверхности и следов, оставленных аппаратом «Луноход-1» в начале движения. Фото получено автоматической межпланетной станцией Lunar Reconnaissance Orbiter. Перевод: БРЭ.Снимок автоматической лунной станции «Луна-17» на лунной поверхности и следов, оставленных аппаратом «Луноход-1» в начале движения. Фото получено автоматической межпланетной станцией Lunar Reconnaissance Orbiter. Перевод: БРЭ.Исследования Луны с помощью космической техники проводились как дистанционно (с пролётной траектории или окололунной орбиты), так и контактно (с посадкой на лунную поверхность). До начала 21 в. на лунной поверхности успешно работали автоматические аппараты серии «Луна» и серии Surveyor (США). Из них 3 аппарата («Луна-16», «Луна-20», «Луна-24»; 1970, 1972, 1976) имели в своём составе возвращаемые модули для доставки на Землю образцов лунного грунта. Космические аппараты «Луна-17» и «Луна-21» (1970 и 1973) доставили на лунную поверхность самоходные автоматические аппараты «Луноход-1» и «Луноход-2».

Самоходный управляемый аппарат на поверхности Луны (экспедиция «Аполлон-15»).Самоходный управляемый аппарат на поверхности Луны (экспедиция «Аполлон-15»).По программе «Аполлон» в 1969–1972 гг. Луну посетили 6 экспедиций, в каждой из которых по 2 астронавта высаживались на поверхность Луны. Картографическую съёмку Луны с траектории падения на лунную поверхность проводили 3 космических аппарата серии «Рейнджер» (США, 1964–1965), с облётных траекторий – 5 аппаратов серии «Зонд» (СССР, 1965–1970), с окололунной орбиты – 5 аппаратов серии Lunar Orbiter (США, 1966–1967), 4 аппарата серии «Луна» (СССР, 1966–1974). На рубеже 20–21 вв. дистанционное зондирование Луны с окололунной орбиты проводилось космическими аппаратами Clementine (США, 1994) и Lunar Prospector (США, 1998–1999), а также SMART 1 (Европейское космическое агентство, 2003–2006).

Земля над лунным горизонтом. Снимок сделан во времена облёта Луны космическим аппаратом «Зонд-7».Земля над лунным горизонтом. Снимок сделан во времена облёта Луны космическим аппаратом «Зонд-7».К началу 21 в. в проведение лунных исследований с помощью искусственных спутников Луны включились Япония, Китай и Индия. В 2009 г. на окололунную орбиту был выведен искусственный спутник Lunar Reconnaissance Orbiter (США), продолжающий дистанционные исследования Луны уже в течение 12 лет. При помощи установленного на нём прибора LEND российские исследователи выявили участки лунной поверхности, наиболее богатые содержанием водорода.

Снимок ударного кратера Глушко, полученный космическим аппаратом Lunar Orbiter 4 в 1967 c расстояния ок. 2673 км. Диаметр кратера равен 40 км. Кратер Глушко, возраст которого составляет менее 800 млн лет, является центром обширной лучевой системы, отдельные лучи которой имеют протяжённость на лунной поверхности до 1000 км. Решением Международного астрономического союза кратер назван в честь российского учёного и конструктора, одного из пионеров в области ракетостроения, В. П. Глушко.Снимок ударного кратера Глушко, полученный космическим аппаратом Lunar Orbiter 4 в 1967 c расстояния ок. 2673 км. Диаметр кратера равен 40 км. Кратер Глушко, возраст которого составляет менее 800 млн лет, является центром обширной лучевой системы, отдельные лучи которой имеют протяжённость на лунной поверхности до 1000 км. Решением Международного астрономического союза кратер назван в честь российского учёного и конструктора, одного из пионеров в области ракетостроения, В. П. Глушко.В октябре 2009 г. был проведён эксперимент LCROSS, в результате которого в кратере Кабео в южной приполярной области был обнаружен водяной лёд. По результатам дистанционных исследований на искусственном спутнике Луны Chandrayaan 1 (Индия) было обнаружено предположительно около 600 млн т водяного льда в районе северного полюса. Ледяные отложения находятся в постоянно затенённых кратерах, являющихся холодными ловушками. По данным, опубликованным в 2022 г. (Resource potential ... 2022), в пределах северной и южной приполярных областей Луны обнаружено 65 образований типа кратерных депрессий различного размера, внутри которых, по дистанционным данным, предполагается существование отложений водяного льда.

Распределение отложений водяного льда в южной околополярной области (слева) и в северной околополярной области Луны (справа). Данные прибора Moon Mineralogy Mapper (NASA), работавшего на борту искусственного спутника Луны Chandrayaan 1 (Индия) в 2008–2009. Участки с отложениями водяного льда выделены цветом. По оценкам NASA, в южной полярной области отложения льда занимают около 22 % поверхности, расположенной вокруг полярного кратера Шеклтон.Распределение отложений водяного льда в южной околополярной области (слева) и в северной околополярной области Луны (справа). Данные прибора Moon Mineralogy Mapper (NASA), работавшего на борту искусственного спутника Луны Chandrayaan 1 (Индия) в 2008–2009. Участки с отложениями водяного льда выделены цветом. По оценкам NASA, в южной полярной области отложения льда занимают около 22 % поверхности, расположенной вокруг полярного кратера Шеклтон.С начала 21 в. наиболее расширенную программу космических исследований Луны осуществляет Китай (утверждена Госсоветом КНР в 2004). На первом этапе на окололунную орбиту были выведены искусственные спутники Chang'E 1 (2007) и Chang'E 2 (2010). В их задачи входили дистанционные исследования и топографическая съёмка поверхности с целью выбора мест для осуществления мягкой посадки на лунную поверхность. Второй этап выполнения лунной программы Китая был начат с осуществления мягкой посадки космического аппарата Chang'E 3 в северной части Моря Дождей (2013). Этот аппарат доставил на лунную поверхность луноход Yutu 1 («Юйту-1»).

Космический аппарат Chang'E 2 (художественное изображение).Космический аппарат Chang'E 2 (художественное изображение).3 января 2019 г. впервые в мире была осуществлена мягкая посадка космического комплекса на обратную сторону Луны. Место посадки космического аппарата Chang'E 4 располагалось внутри гигантской кольцевой структуры Южный полюс – Эйткен в кратере Фон Карман. В состав космического комплекса входил луноход Yutu 2 («Юйту-2»), который уже в течение нескольких лет продолжает исследования района посадки в процессе передвижения. Для управления луноходом и передачи получаемой информации предварительно был запущен спутник-ретранслятор Queqiao («Цюэцяо»), с которого во время сеансов связи одновременно «виден» луноход на обратной стороне Луны и пункт космической связи на Земле.

Область первой мягкой посадки космического аппарата Chang'E 4 на обратной стороне Луны и работы лунохода Yutu 2 в кратере Фон Карман. Адаптация: БРЭ.Область первой мягкой посадки космического аппарата Chang'E 4 на обратной стороне Луны и работы лунохода Yutu 2 в кратере Фон Карман. Адаптация: БРЭ.Третий этап выполнения лунной программы Китая был начат запуском космического аппарата Chang'E 5Т1, с помощью которого были отработаны этапы облёта Луны с возвращением на Землю. В ноябре – декабре 2020 г. была успешно проведена миссия взятия образцов с поверхности Луны из района на северо-восточной окраине Океана Бурь и возвращения капсулы, содержавшей около 1,7 кг лунного вещества, на Землю. Этот эксперимент был осуществлён с помощью космического комплекса Chang'E 5 по наиболее сложной схеме полёта. По заявлениям китайских специалистов, успешное выполнение этой схемы посадки на лунную поверхность и возвращения аппарата на Землю открывает возможности для пилотируемых миссий, запланированных согласно объявленным главой Национального космического управления Китая Чжан Кэцзянь планам на 2029–2030 гг.

В ноябре 2017 г. Россия и Китай подписали соглашение о совместном исследовании Луны и дальнего космоса. Соглашение включает 6 секторов, охватывающих лунные исследования и дальний космос, совместную разработку космических аппаратов, космическую электронику, получение данных дистанционного зондирования Земли и мониторинг космического мусора. Участие России предполагается также в совместном создании пилотируемого лунного посадочного модуля.

Изображение окружающей местности, полученное китайским посадочным модулем Chang'E 5 вскоре после прилунения на окраине Океана Бурь. 1 декабря 2020.Изображение окружающей местности, полученное китайским посадочным модулем Chang'E 5 вскоре после прилунения на окраине Океана Бурь. 1 декабря 2020.Перспективы освоения Луны предусмотрены также Федеральной космической программой (ФКП) России на 2016–2025 гг., утверждённой постановлением Правительства РФ от 23 марта 2016 г. № 230. ФКП предусматривает создание не менее 5 космических аппаратов для проведения углублённых исследований Луны с окололунной орбиты и на её поверхности автоматическими средствами, а также для доставки образцов лунного грунта на Землю. Реализация первого этапа программы предполагает запуск аппаратов «Луна-Глоб», «Луна-Ресурс» и «Луна-Грунт». Эксплуатация Международной космической станции до 2024 г. позволит не только проводить эксперименты в интересах социально-экономической сферы, но и обеспечить отработку ряда перспективных технологий и космических систем (комплексов), необходимых для реализации программ освоения Луны. ФКП предусматривает также создание необходимого задела для полномасштабного исследования Луны после 2025 г. с целью подготовки и осуществления будущей высадки человека на Луну.

В конце 2020 г. было подписано международное соглашение по освоению Луны. Договор, получивший название «Соглашение Артемиды», подписали 8 стран: США, Австралия, Италия, Япония, Канада, Люксембург, ОАЭ и Великобритания. Данная программа предусматривает возобновление пилотируемых полётов на Луну, создание международной орбитальной окололунной станции и постоянной базы на лунной поверхности. В рамках программы планируются пилотируемые полёты к Луне, третий из которых предполагает высадку на лунную поверхность. К Луне отправятся 4 астронавта, 2 из них высадятся в районе её южного полюса при помощи посадочного модуля, где пробудут около недели, остальные будут находиться на борту орбитальной станции. Согласно планам, полученные в ходе миссии данные позволят уточнить проблемы происхождения спутника Земли, его эволюции, получить информацию о свойствах залежей на Луне замёрзших летучих веществ, а также определить риски при создании на ней долговременной базы. Начало реализации «Соглашения Артемиды» предварительно намечено на 2024 г.