1959年新年第2天，前苏联发射了“月球1号”无人探测器。遗憾的是它没有完成命中月球的任务，只是与月球“擦肩而过”，成了一颗人造行星。9个月后，前苏联的“月球2号”探测器终于在发射后的第2天，即9月14日凌晨命中月球。这次探测发现，月球没有磁场。紧接着，以探测月球背面为目的的无人探测器“月球3号”于10月4日发射了。10月7日，“月球3号”的舷窗自动打开，两架自动摄影机开始工作，在距离月球6500～6800千米的高度，第一次拍摄了月球背面的照片。在40分钟的拍摄过程中，胶卷自动冲洗，然后用无线电波发射回地面。月球背面的照片以后又一次一次地被发送回地球，人们把月球背面的地点都命了名。当然都是些世界名人的名字，其中包括中国的孔夫子，数学家祖冲之，还有第一个使用火箭的中国人王富。
1966年1月31日，“月球9号”靠火箭的帮助，顺利在月球着陆，在登月的道路上又迈进了一步。这也不是一件容易的事，因为月球上没有空气，不能使用降落伞减低速度。这样，在月球上空83000多千米时，探测器的火箭就对准了月球中心，当下降到距月球表面巧干米时，制动火箭开始点火，于是下降速度由每秒1600米降为几米。在降落的一刹那，下降的速度几乎达到零。象这样靠制动火箭降低速度平稳着陆叫“软着陆”。4分钟后，第一次月球一地球之间名符其实的“长途”无线电通讯开始厂。电视自动装置也开始工作，发送回大量照片，照片中某些区段可以分辨出一二毫米的细微末节。
1970年，对月球的探测设备又有了新的进展。前苏联发射了“月球16号”，它在月球软着陆后，用自动钻头采集了100克月球岩石，以便研究将来在月球能否顺利降落。人们曾一度认为，月球到处是厚厚的火山灰，没有可以立脚的坚硬岩石，担心降落到月球上可能会陷到火山灰里去。这一年的11月7日，“月球17号”不仅实现了软着陆，而且把一辆2米多长、宽1.6米的自动八轮小车送到了月球上。小车上装有机械室，工作的电源靠太阳能电池来供应。车上还有电视摄象机，由地面控制人员对它进行指挥。小车白天到处移动并工作，晚上“休息”，因为没有太阳能供电了。在长达11个月的工作期间，小车走了8万平方米的月球区域，摄下了2万多张月面照片，对25个不同的区域进行了土壤的化学成份分析。