ay

Ay gözleminde ilk adım teleskobun keşfiyle atılmıştır. Bu aleti iyi kullanan Galileo Galilei Ay yüzünde bulunan dağları ve kraterleri gözlemledi.

Soğuk Savaş ile kaynaklanan Sovyetler Birliği ile ABD arasındaki uzay yarışı Ay üzerindeki ilginin giderek artmasına neden oldu. Fırlatıcı yetenekleri izin verir vermez hem alçak uçuş hem de çarpma/iniş görevleri için insansız sondalar uzaya gönderildi. Sovyetler Birliği'nin Luna programı Ay yüzüne insansız uzay araçları ile ulaşmayı başaran ilk program olmuştur. Yerçekimini yenip Ay'ın yanından geçmeyi başarabilen ilk insan yapımı nesne Luna 1 uzay sondası olmuştur. 1959 yılında Ay yüzüne çarpan ilk insan yapımı nesne Luna 2, ve Ay'ın öteki yüzünün fotoğraflarını çeken ilk uydu da Luna 3 olmuştur. 1966 yılında Ay yüzeyine başarılı bir yumuşak iniş yapan ilk uzayaracı Luna 9 ve Ay yörüngesine giren ilk uzayaracı da Luna 10 olmuştur. Ay yüzeyinden örnekler üç Luna uçuşu (Luna 16, Luna 20, ve Luna 24) ile 11'den 17'ye kadar (Apollo 13 hariç) Apollo görevleri ile Dünya'ya getirilmiştir.

Ay yüzeyine 1969 yılında ilk insanların inmesi uzay yarışının doruk noktasını oluşturmuştur. Neil Armstrong, ABD uçuşu Apollo 11'in komutanı olarak Ay'da yürüyen ilk insan oldu. Ay'da ilk adımını 21 Temmuz 1969 tarihinde saat 02:56'da (UTC) attı. 1960'ların başında özellikle yüzel erime kimyası ve atmosfere yeniden giriş konularında olduğu gibi önemli teknolojik gelişmeler Ay yüzeyüne iniş ve geri dönüşü mümkün kılmıştır.

Apollo uçuşlarının tamamında bilimsel ölçüm aletleri Ay yüzeyine yerleştirildi. Uzun süreli ALSEP (İngilizce: Apollo lunar surface experiment package - Apollo ay yüzeyi deney paketi) istasyonları Apollo 12, 14, 15, 16, ve 17 iniş sahalarına yerleştirildi. Apollo 11 uçuşuyla EASEP (İngilizce: Early Apollo Scientific Experiments Package - Erken Apollo bilimsel deney paketi) adı verilen geçici istasyon yerleştirilmiştir. ALSEP istasyonlarında ısı akış sondaları, sismometrelr, manyetometreler, ve küp köşeli retroreflektörler bulunmaktaydı. Bütçe sorunları nedeniyle 30 Eylül 1977'de Dünya'ya bilgi iletimi kesilmiştir. Ay laser mesafe ölçüm araçları pasif ekipmanlar olduğu için hâlâ kullanılmaktadır. Dünya üzerindeki istasyonlardan yönetilen ölçümler sonucu birkaç santimetrelik hassasiyetle ay çekirdeğinin boyutları belirlenebilmektedir.

14 Aralık 1972'de Apollo 17 uçuşunun bir parçası olarak Ay üzerinde yürüyen Eugene Cernan'dan beri başka bir insan Ay üzerinde yürümemiştir.

1960'ların ortasından 1970'lerin ortasına kadar Ay yüzüne ulaşan yaklaşık 65 farklı uçuş görevi yapılmıştır. Bunların sonuncusu 1976 yılındaki Luna 24'tür. Bunları yalnızca 18'i kontrollü olarak Ay yüzeyine inmiş, ve dokuzu geriye dönerek ay taşı örnekleri getirmiştir. Daha sonra ise Sovyetler Birliği Venüs ve uzay istasyonlarına ilgisini çevirirken, ABD Mars ve ötesi ile ilgilenmeye başladı. 1990 yılında Japonya Hiten uzayaracını Ay yörüngesine oturtarak bunu başaran üçüncü ülke oldu. Uzayaracı Hagormoadlı küçük bir sondayı yörüngede bıraktı ama vericinin arıza yapması nedeniyle uçuş görevinden bilimsel olarak daha fazla yararlanılamadı.

1994 yılında Clementine uçuş görevini gönderen ABD tekrar Ay ile ilgilenmeye başladı. Bu görev ile birlikte Ay'ın ilk küresel topoğrafik haritası ve ay yüzeyinin ilk mmultispektral görselleri elde edildi. Bunu 1998 yılındaki Lunar Prospector uçuş görevi izledi. Lunar Prospector 'da bulunan nötron spektrometresi ay kutuplarında fazla hidrojen varlığını gösterdi. Bunun nedeni sürekli olarak gölge altında kalan kraterlerde bulunan regolitin üst bir kaç metresinde su buzunun varlığı olabilir. Avrupa uzayaracıSmart 1 27 Eylül 2003'de fırlatıldı ve 15 Kasım 2004'den 3 Eylül 2006'ya kadar Ay yörüngesinde kaldı.

14 Ocak 2004'te ABD Başkanı George W. Bush 2020 yılından itibaren Ay'a insanlı uçuşların yapılmasını öngören bir plan yapılmasını istedi. NASA, ay kutuplarından birinde kalıcı bir üssün kuruluşunu planlamaktadır. Çin Halk Cumhuriyeti Ay araştırmaları için istekli olduklarını Chang'e programını başlatarak gösterdi. İlk uzayaracı Chang'e-1 24 Ekim 2007'de fırlatıldı. ^{Hindistan, Şubat 2008'de Chandrayaan I ve bunu takip edecek olan 2010 ya da 2011'de Chandrayaan II ile değişik insansız uçuş yapma niyetindedir. Bu ikinci uçuşta robotik bir ay aracı da planlanmaktadır. Hindistan aynı zamanda 2030 yılında Ay'a insanlı bir uçuş yapmak istediğini de belirtmiştir. ABD Lunar Reconnaissance Orbiter uçuşunu 2008'de yapacaktır. Rusya'da dondurulmuş olan Luna-Glob projesine tekrar başlamayı ve 2012 'de Ay yüzeyine iniş yapmayı düşünmektedir.}

13 Eylül 2007'de duyurulan Google Lunar X Prize (Google Ay X Ödülü) özel sektör tarafından finanse edilen Ay araştırmalarını artırmayı amaçlamaktadır. X Ödülü Vakfı, Ay üzerine robotik bir ay aracı gönderebilecek olan ve diğer bazı kriterlere uyacak olan herhangi bir kişiye 20 milyon dolar önermektedir.

14 Eylül 2007'de Japan Aerospace Exploration Agency (Japon Uzay Araştırma Ajansı) High Definition kamera ve iki küçük uydu ile donatılmış olan SELENE adlı uzayaracını fırlattı. Uçuşun bir yıl sürmesi beklenmektedir.