Винахід телескопів дозволив розрізняти дрібніші деталі рельєфу Місяця. Перші відносно якісні карти Місяця склали Міхаель ван Лангрен (1645), Ян Гевелій (1647) та Джованні Річчолі (1651). Вони ж заклали основу сучасної номенклатури деталей його поверхні[4]. Їх наступники завдяки вдосконаленню телескопів складали все кращі карти.
З початком космічної ери обсяг знань про Місяць значно збільшився. Став відомий склад місячного ґрунту, вчені навіть отримали його зразки, складено карту зворотного боку.
Вперше Місяць відвідав радянський космічний апарат Луна-2 13 вересня 1959 року.
Вперше астрономам вдалося заглянути на зворотний бік Місяця 1959 року, коли радянська станція Луна-3 пролетіла над ним і сфотографувала невидиму з Землі частину поверхні. Зворотний бік Місяця є ідеальним місцем для астрономічної обсерваторії. Розміщеним тут оптичним телескопам не довелося б пробиватися крізь щільну земну атмосферу. А для радіотелескопів Місяць слугував би природним щитом із твердих гірських порід завтовшки 3500 км, який надійно прикрив би від будь-яких радіоперешкод із Землі.
На початку 1960-х років Джон Кеннеді оголосив, що висадка людини на Місяць відбудеться до 1970 року. Для підготовки до пілотованого польоту NASA виконало кілька космічних програм: «Рейнджер» — фотографування поверхні, «Сервеєр» (1966—1968) — м'яка посадка і зйомки місцевості та «Лунар орбітер» (1966—1967) — детальне зображення поверхні Місяця.
Програма пілотованого польоту на Місяць називалася «Аполлон». Місяць — єдине позаземне тіло, на якому побувала людина. Перша посадка відбулася 20 липня 1969 року; остання — у грудні 1972 року. Місяць став першим небесним тілом, зразки якого були доставлені на Землю.
СРСР надіслав на Місяць два радіокеровані самохідні апарати — «Луноход-1» у листопаді 1970 року і «Луноход-2» у січні 1973.
Після закінчення радянської космічної програми «Луна» і американської «Аполлон» дослідження Місяця за допомогою космічних апаратів було практично припинено.
На початку XXI століття Китай опублікував свою програму освоєння Місяця, що включає, крім доставки місяцеходу (2011 року) і надсилання ґрунту на Землю (2012), ще й будівництво населених місячних баз (2030). Вважається, що це змусило інші космічні держави знову розгорнути місячні програми. Так, наприклад, ЄКА 28 вересня 2003 запустило свій перший місячний зонд «Смарт-1», а Джордж Буш 14 січня 2004 оголосив, що до планів США входить створення нових пілотованих космічних кораблів, здатних доставити людей на Місяць, з метою закласти до 2020 року перші місячні бази.
Сьогодні дослідникам доступно 382 кг місячного ґрунту, зібраного під час здійснення проекту «Аполлон» (1969—1972) і близько 300 г ґрунту, доставленого радянськими автоматичними станціями Луна-16, Луна-20 і Луна-24. Цей ґрунт складається з приблизно 2200 різних зразків з дев'яти точок Місяця. Близько 45 кг зразків NASA безкоштовно передало до низки науково-дослідних організацій у США та інших країнах. Зразки для дослідження може отримати будь-яка наукова установа, що складе обґрунтовану заявку.
На початку XXI ст. програми дослідження Місяця активізувалися. Про свої плани створити орбітальну навколомісячну станцію оголосили кілька країн, зокрема США, Китай, Індія, Росія, Японія. Міжнародний космічний консорціум планував зробити це до 2010 р. Фахівці прогнозували, що у 2012 р. настане час масового запуску автоматизованих місяцеходів, а до 2015 р. буде створено докладну карту корисних копалин Місяця[Джерело?]. У 2020 р. планується послати на Місяць пілотовану експедицію і розпочати будівництво населеної місячної бази, яка буде не лише освоювати Місяць, але і забезпечуватиме полегшення польотів на Марс та інші планети Сонячної системи.
Місяць.JPG
Селенологія[ред. • ред. код]
Докладніше: Селенологія
Розділ науки, що вивчає будову та хімічно-мінералогічний склад Місяця, називають селенологією[5].
Завдяки розміру і складу Місяця іноді вважають, що він належить до планет земної групи поряд із Меркурієм, Венерою, Землею і Марсом. Елементний та мінералогічний склад місячних порід близький до земних[2]. Тому вивчаючи будову Місяця, можна багато дізнатися про будову та розвиток Землі.
Місячна кора на зворотному боці товща, ніж на видимому. Максимуму її товщина сягає в околицях кратера Корольов, де перевищує середню приблизно вдвічі, а мінімуму — під деякими великими кратерами (наприклад, під басейном Моря Москви), де наближається до нуля. Середнє ж її значення складає, за різними оцінками, 30–50 км[6][7]. Під корою перебуває мантія і, можливо, невелике ядро з сірчистого заліза (радіусом приблизно 340 км і масою, що становить 2 % маси Місяця). На відміну від мантії Землі, мантія Місяця лише частково розплавлена. Центр мас Місяця розташовано приблизно за 2 км від геометричного центру в напрямку до Землі.
Материкові місячні райони складено здебільшого анортозитами, рідше — норитами та дацитами. Місячні моря складаються переважно з базальтів. «Морські» місячні базальти відрізняються від земних значно підвищеним вмістом титану та заліза і зниженим — лужних металів (натрію, калію). Материкові базальти (норити) відрізняються від морських підвищеним вмістом Al2О3, натомість у них нижчий вміст FeO та TiO2. Вік материкових місячних порід 4,0—4,5 млрд років. Вік морських базальтів — 3,3—3,8 млрд років, що свідчить про вторинність їх утворення[2].
Вимірювання швидкості супутників «Лунар Орбітер» дозволили створити гравітаційну карту Місяця. З її допомогою було вперше виявлено маскони[8] (від «маса» та «концентрація»), — це маси речовини підвищеної густини. Гравітаційні аномалії, зумовлені масконами, на Місяці у багато разів більші, ніж на Землі.
Місяць не має магнітного поля. Але деякі з гірських порід на його поверхні виявляють залишковий магнетизм, що вказує на те, що, можливо, в історії Місяця було магнітне поле.
Не маючи ні атмосфери, ні магнітного поля, поверхня Місяця зазнає безпосереднього впливу сонячного вітру. Протягом 4 мільярдів років водневі іони з сонячного вітру бомбардували реголіт Місяця. Таким чином, зразки реголіту, доставлені «Аполлонами», виявилися дуже цінними для дослідження сонячного вітру. Цей місячний водень також може бути використано колись як ракетне паливо