Die Hauptaufgabe der "Lunar Orbiter" war, die Oberfläche des Mondes auf fotografischem Wege exakt zu kartieren. Anhand der Bilder sollten dann Landeplätze für die bemannten Mondlandungen der Apollo-Missionen ausgewählt werden.
Die Lunar Orbiter-Missionen 1-5 waren die Fortsetzung der Ranger-Erkundungen und fanden etwa gleichzeitig mit den Surveyor-Missionen 1-7 und deren "sanften Landungen" statt.

Als weitereAbsicht waren erste Versuche zur "Selenodäsie" geplant - der Vermessung des Mondes (griech. Selene) und seines Schwerefeldes.

Die Sonden wurden mit einer zweistufigen Atlas-Agena -D-Rakete gestartet und schwenkten in eine stark elliptische Umlaufbahn um den Mond ein, deren Periselen (mondnächster Punkt) ungefähr 200 km über der Oberfläche lag. Für Lunar Orbiter 1 bis 3 wurden Umlaufbahnen mit niedriger Bahnneigung gewählt, die ausschließlich über Gebiete in der Nähe des Äquators führten. Lunar Orbiter 4 und 5 wurden dagegen auf polare Umlaufbahnen gebracht, die eine Kartierung der kompletten Mondoberfläche erlaubten.

Die Sonden hatten eine Höhe von 1,68 Metern und eine Breite von 5,65 Metern, gemessen über die ausgebreiteten Antennen. Das Gewicht betrug ungefähr 386 kg.

Es wurden zwei Kameras, mit einem Weitwinkel- und einem Teleobjektiv benutzt. Die Filme wurden an Bord entwickelt, elektronisch db38eb67721e538546befe8c9752demanchmalr Erde gefunkt.

• "Lunar Orbiter 1" startete am 10.08 1966, kam nach vier Tagen in einen Mondorbit und übermittelte bis zu dem Absturz am 29.10 1966 200 Bilder.
• "Lunar Orbiter 2" startete am 6.11 1966, erreichte vier Tage später eine Mondumlaufbahn und übertrug bis zu dem Aufschlag am 11.10 1967 800 Bilder.
• "Lunar Orbiter 3" startete am 5.02 1967, kam drei Tage später in den Mondorbit und übermittelte bis zu dem Absturz am 6.10 1967 600 Bilder. Wegen einiger Fehlfunktionen gilt "Lunar Orbiter 3" als nicht ganz so erfolgreich.
• "Lunar Orbiter 4" startete am 4.05 1967 und erreichte vier Tage später den Mondorbit. Die Sonde machte 550 Bilder bis zu dem Absturz am 31.10 1967. Durch die Fotos von "Lunar Orbiter 4" wurde aus einem höheren Orbit die Mondvorderseite fast vollständig und die Rückseite zu etwa 3/4 erfasst.
• "Lunar Orbiter 5" startete am 1.08 1967 und übermittelte ab dem 4.08 1967 rd. 850 Bilder aus dem Mondorbit, u.a. von der noch nicht ganz erfassten Mondrückseite. "Lunar Orbiter 5" stürzte am 31.01 1968 auf den Mond.

Die "Lunar Orbiter"-Sonden kartierten den Mond mit einer Auflösung von 60 m. Der daraus entstandene Mondatlas gehört bis heute zu dem Standard der Mondforschung. Die potentiellen "Apollo"-Landeplätze wurden ganz besonders gut fotografiert - mit Auflösungen bis zu 2 m. "Lunar Orbiter" war auch das erste US-Sondenprogramm, bei dem es keinen gravierenden Fehlschlag gab.

Topografie und Schwerefeld des Mare Serenitatis (Lunar Prospector, NASA)

Im "Nebenprogramm " war auch die Gewinnung präziser Bahndaten zur Analyse des lunaren Gravitationsfeldes erfolgreich. Aus diesen Daten konnte man erstmals sog. "Mascons " nachweisen - starke Massenkonzentrationen in dem Untergrund des Mondes. Sie sind durch Meteoriteneinschläge in der Zeit des "großen Bombardements" (vor etwa 3,5 Mrd. Jahren) entstanden und haben zur Überflutung weiter Bereiche mit Lava geführt, die zu den großen "Mare"-Ebenen erstarrte.
Das nebenstehende Bild zeigt eine spätere, genauere Analyse des Mare Serenitatis (eines der großen "Augen" des Mann in dem Mond ) durch den Lunar Prospector. Man erkennt deutlich das Mascon in dem Zentrum des Schwerebildes, das vermutlich durch den eisenreichen Kern eines Impakts entstand, der in dem abkühlenden Mond nicht mehr tief absinken konnte.

Ähnlich wurde auch die Tatsache des exzentrischen Mondmittelpunktes - die Ursache seiner "gebundenen Rotation" - aus Bahnstörungen von Mondsatelliten abgeleitet. Mit einigem Erfolg versuchte die NASA ferner eine Art Triangulation um die Mondrückseite. Die Fotos der Raumsonden von der Mondoberfläche wurden benutzt, um ihre Bahnen über der - von der Erde unsichtbaren - Rückseite nach Art eines fotografischen Rückwärtsschnittes zu berechnen.

• Pioneer Vereinigte Staaten Amerika
• Ranger Vereinigte Staaten Amerika
• Surveyor Vereinigte Staaten Amerika
• Explorer (Raumsonde) Vereinigte Staaten Amerika
• Lunik Mission UdSSR
• Luna Mission UdSSR
• Hiten Japan
• Clementine (Sonde) Vereinigte Staaten Amerika
• AsiaSat 3 Vereinigte Staaten Amerika
• Lunar Prospector Vereinigte Staaten Amerika
• SMART-1 Europa

• Liste der unbemannten Raumfahrtmissionen, Mondatlas für Apollo 11-17,
• Bahnbestimmung, Schwereanomalie, Selenografie

• NASA: Lunar Orbiter (1966 - 1967) (http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/lunar/lunarorb.html) (engl.)
• Detaillierte Beschreibung von Bernd Leitenberger (http://www.bernd-leitenberger.de/lunar-orbiter.html)
• Was geht auf dem Mond vor? (Fotos, Mascons etc.) (http://www.kheichhorn.de/html/body_mond_2.html)