2 آوریل 1963، اتحاد جماهیر شوروی فضاپیمای لونا 4 را برای اولین فرود نرم روی ماه به فضا پرتاب کرد.
پرتاب موفقیت‌آمیز بود، اما لونا 4 هرگز به ماه نرسید. یک روز پس از پرتاب قرار بود موتورهای موشکی برای هدایت لونا به‌سمت ماه شلیک شوند، اما سیستم ناوبری فضاپیما دچار اختلال شده بود.
کنترل مأموریت قادر به جهت‌دهی فضاپیما به‌گونه‌ای نبود که موتور سوخته آن را در جهت درست بفرستد. این خطا باعث شد لونا 4 بیش از 5000 مایل از ماه دور شود و درنهایت در یک مدار بین زمین و مریخ قرار گیرد.
هدف از این آزمایش به‌دست‌آوردن اطلاعاتی در مورد ویژگی‌های سطح ماه بود. این ویژگی‌ها شامل میزان دهانه، ساختار و اندازه دهانه‌ها، مقدار، توزیع و اندازه‌های پرتاب، خواص مکانیکی سطح مانند استحکام باربری، انسجام، تراکم و غیره می‌شد. ویژگی‌های سطحی نیز ازجمله اهداف این آزمایش عکاسی بود.