2 сентября 1959 года Советский Союз запустил «Луну-2». Это была первая советская космическая станция, достигшая Луны. Как и при запуске первой лунной космической станции, было выпущено оранжевое облако газа, призванное не просто отметить траекторию космического корабля, но и изучить газ в состоянии невесомости в условиях открытого космоса. Лунная космическая станция «Луна-2» с полезным грузом весом 363 кг достигла лунной поверхности через полтора дня полета, врезавшись в лунную поверхность в точке, восточнее Моря Спокойствия. При соприкосновении с поверхностью станция разбросала несколько металлических вымпелов, чтобы отметить место исторического падения. На металлических вымпелах была простая надпись: «СССР. Сентябрь 1959». Попасть в Луну, огромный, но быстро движущийся объект, расположенный на расстоянии почти 320 000 км от Земли, было для того времени впечатляющей демонстрацией меткости. Советская лунная ракета олицетворяла собой совершеннейшую систему наведения и навигации, позволившую достичь этой цели.
Самая внушительная лунная космическая станция «Луна-3» оторвалась от Земли 4 октября 1959 года, во вторую годовщину «Спутника-1». Этот запуск представлял собой самый амбициозный шаг, когда-либо совершенный Королёвым и его командой инженеров и ученых. Взлетев с Байконура, «Луна-3» вышла на сильно вытянутую эллиптическую орбиту вокруг Земли, а потом — на траекторию в форме восьмерки, которая вывела ее на облет вокруг Луны, и затем — назад по направлению к Земле. Подойдя на расстояние 6080 км от Луны, «Луна-3» развернулась к ее теневой стороне (всегда спрятанной от обозрения с Земли), чтобы сфотографировать ее. 7 октября телевизионная система, установленная на станции, сделала 29 фотоснимков, охватывающих 70 % обратной стороны Луны. На это потребовалось 40 минут. Затем 18 октября изображения были отсканированы для передачи на наземные станции в оптимальный момент, когда «Луна-3» приближалась к Земле во время своего обратного полета. Русские сотрудничали с британцами, которые позволили с помощью знаменитого 250-футового радиотелескопа в Джодрелл Бэнк записать изображения, посланные с космического корабля «Луна-3». Это была примечательная просьба, учитывая секретность, окружавшую все производимые в Байконуре запуски. Обработанные изображения — первые изображения темной стороны Луны — были невысокого качества, но они позволили составить карту и провести научный анализ до тех пор скрытых особенностей лунной поверхности.
Получив эти уникальные изображения, русские быстро окрестили некоторые заметные элементы только что открытого лунного пейзажа, например два «моря» на обратной стороне Луны были названы «Московское Море» и «Море Мечты». В течение всех этих волнующих полетов к Луне Королёв еще раз продемонстрировал свое умение и способность вести советскую космическую программу к новым большим достижениям. По великой иронии в конце своей карьеры Королёв, который дал Советскому Союзу возможность добиться мирового признания в качестве пионера в области космических исследований, по-прежнему оставался анонимной фигурой в советских средствах массовой информации.
После успешного запуска в 1958 году «Эксплорера-1» Соединенные Штаты также обратились к лунным исследовательским станциям, стремясь к конкуренции в этой новой области космических исследований. Первоначальной целью было создание ракет для облета или, возможно, соприкосновения с лунной поверхностью. Важным дополнительным фактором разработки лунных космических станций было экспериментирование с новыми системами получения изображения.
Запуск 11 октября 1958 года «Пионера-1» закончился крахом, поскольку вышла из строя ракета, не достигнув второй космической скорости. «Пионер-2», запущенный 8 ноября, закончил свою миссию после того, как на высоте около 1600 км отказала третья ступень ракеты. В том же году, 6 декабря, с помощью ракеты «Юпитер-С/Юнона-2» был запущен «Пионер-3», проделавший примерно четверть пути до Луны. Однако путешествие «Пионера-3» в открытом космосе внезапно завершилось, он пострадал от неожиданной остановки двигателя; ракета постыдным образом упала обратно в атмосферу Земли. Все же эпопея с «Пионером-3» имела некоторое научное значение: его прерванная миссия, прежде чем завершиться в огне, подтвердила существование поясов Ван Аллена.
Первый в мире облет Луны станцией «Луна-1» в начале января 1959 года быстро затмил эти созидательные шаги Соединенных Штатов. В ответ на это было принято решение запустить 3 марта «Пионер-4». Наконец упорство американцев было вознаграждено долей успеха: «Пионер-4» совершил облет Луны. Хотя это был первый удачный запуск, выполненный по американской космической программе, во многом неудачной, миссия не вызвала ощущения успеха: ракета отклонилась от планируемого пути на 60 000 км — непредусмотренная траектория, обусловленная отказом двигателя.
На этом этапе советские космические аппараты для исследования Луны намного превосходили американские: если «Луна-1» весила около 360 кг, «Пионер-4» еле-еле тянул на жалкие 6 кг! Американский лунный пробник отклонился от Луны на довольно большой угол и затем попал на солнечную орбиту. В 1960 году «Пионер-5» успешно выполнил межпланетную миссию, послав обратно на Землю свое последнее радиосообщение с расстояния 35 млн км. С ноября 1959 по декабрь 1960 года Соединенные Штаты запустили три лунных пробника посредством носителей «Атлас Эйбл». Все они потерпели неудачу и не смогли выйти на лунную орбиту.
Даже с этими переменами американская космическая программа медленно набирала полную силу, создавая решающие базисные и технические средства для будущего успеха в беспилотных полетах к Луне и вокруг нее. Одним жизненно важным исследовательским центром в этом направлении станет в 60-е годы Лаборатория реактивного движения (JPL) в Пасадене, штат Калифорния. Эта лаборатория родилась в конце 30-х годов, разросшись на основе исследований Теодора фон Кармана в Калифорнийском технологическом институте. Вместе с фон Карманом работал Франк Дж. Малина, формируя JPL как важный центр исследований.
Уильям Пикеринг, ставший лидером JPL в 50-е годы, придал лаборатории растущий престиж центра исследований и разработки спутников, роботов и передовых систем наведения. Поскольку в ней был разработан «Эксплорер-1», который вывел Америку в космос, JPL в 60-е стал лидером в программе «Рейнджер», краеугольном камне американской программы «Аполлон» по высадке человека на Луну. После нескольких неудач программа «Рейнджер» наконец достигла успеха, благодаря «Рейнджеру-7» в июле 1964 года. Космический аппарат предоставит 4000 изумительных фотографий лунной поверхности, прежде чем упадет на нее, помогая проложить путь для посадки человека. Отставание от русских во всех сферах космических путешествий будет ликвидировано в конце 60-х годов.
НАСА берет на себя ответственность
Начальные залпы космической эры привели к пониманию, что для реагирования на советские достижения в космосе потребуются некоторые новые организационные формы или структуры. Космос стал новой многосторонней сферой деятельности, и этот факт осознали все основные игроки, включая администрацию Эйзенхауэра, Конгресс, военных, работающих на оборону подрядчиков и других вовлеченных в эту сферу. Реакцией Эйзенхауэра было предложение Конгрессу учредить новое федеральное агентство — Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства — НАСА (NASA — National Aeronautics and Space Administration). Он предложил, чтобы эта новая организация поглотила уже существующее маленькое учреждение Национальный консультативный комитет по аэронавтике (НАКА — NACA) и его разнообразную материальную базу. Созданный в 1915 году, НАКА из организации, проводящей лишь исследования в области аэронавтики, превратился в учреждение, внесшее важный вклад в связанные с космосом работы в начале космической эры. Однако этот комитет считался слишком маленьким агентством, чтобы взять на себя дополнительную ответственность за работу, которую предвидели Эйзенхауэр и его советник по науке Джеймс Киллиан.
Эйзенхауэр и Киллиан были твердо уверены, что национальное космическое агентство должно быть гражданским, но сухопутные войска и военно-воздушные силы горячо сопротивлялись, доказывая, что именно они должны стоять во главе космической программы и что превращение его в гражданское учреждение будет ошибкой. Среди других генерал Медарис и фон Браун были убежденными защитниками этой позиции. Самыми агрессивными были военно-воздушные силы, один из их генералов публично защищал военную базу на Луне в своем выступлении в начале 1958 года. «Луна обеспечивает базу для ответного удара с непревзойденным преимуществом», — заявил он. Оснащенная ядерным оружием, американская база на Луне позволит Соединенным Штатам произвести «с Луны… надежное и масштабное уничтожение Советского Союза в случае, если он первым атакует Соединенные Штаты» — добавил он.
