С каждым пуском техника становилась все совершеннее, шансы на успех росли. И вот…
31 января 1966 года стартовала станция “Луна-9” (Е-6М № 202). 3 февраля впервые осуществила мягкую посадку на поверхность Луны в Заливе Прилунения Океана Бурь западнее кратеров Рейнер и Марий. Мягко прилунившаяся станция (масса 100 кг) передала на Землю фототелевизионные изображения лунной поверхности и различную телеметрическую информацию. Так впервые были получены круговые панорамные снимки лунного ландшафта, позволявшие различать предметы размером 1-2 мм в непосредственной близости от станции. На борту этой станции на Луну был доставлен вымпел с изображением Государственного герба СССР и надписью “Союз Советских Социалистических республик. Январь 1966 г.”. Со станцией были проведены 7 сеансов связи общей продолжительностью более 8 часов.
По этому поводу генерал Николай Каманин отметил в своем дневнике:
“31 января 1966 года в 14:31:17 запущена “Луна-9”. В процессе отработки станции серии “Луна” учитывались неисправности и отказы, имевшие место в предыдущих полетах, и объект непрерывно совершенствовался. Основные характеристики АМС “Луна-9” по данным справки, подготовленной Гагариным и Комаровым, таковы:
1. Общий вес — 1602 килограмма (после отделения от последней ступени ракеты).
2. Параметры корректирующей ТДУ (КТДУ): тяга — 4500 килограммов; масса топлива для коррекции траектории и торможения — 847 килограммов; время работы при коррекции траектории — 6 секунд, при торможении — 45 секунд.
3. Масса объекта перед посадкой — 430 килограммов.
4. Масса станции без КТДУ и баллонов-амортизаторов — 79,5 килограмма.
5. Обеспечиваемый телевизионной аппаратурой минимальный различимый размер предметов на местности на расстоянии 2 метра — 15-20 миллиметров.
6. Время существования станции на поверхности Луны — до 5 суток (один час телепередач в сутки).