22 октября 1966 года стартовала «Луна-12» для съёмки поверхности естественного спутника Земли с окололунной орбиты
«Луна-12» была третьим советским космическим аппаратом, которому предстояло выйти на орбиту вокруг естественного спутника Земли. Посадки на Луну не планировалось: автоматическая межпланетная станция должна была получить детальные снимки лунной поверхности и выполнить ряд экспериментов.
Запуск станции «Луна-12» состоялся 22 октября 1966 года в 11:42 по московскому времени с космодрома Байконур. Конструктивно этот аппарат был аналогичен предыдущей станции — «Луне-11», но с важными доработками, которые касались системы стабилизации и дренажных клапанов. Масса «Луны-12» составляла около 1640 кг: она несла на борту внушительный набор научной аппаратуры, включавший гамма-спектрометр, радиометр, регистратор метеоритных частиц и приборы для изучения рентгеновского и радиоизлучения Луны.
Однако центральное место занимали две фототелевизионные установки: ФТУ-Б с длиннофокусным объективом для получения снимков высокого разрешения и ФТУ-М с короткофокусным объективом для обзорной съемки.
Полет к Луне занял трое суток. 25 октября станция вышла на орбиту искусственного спутника Луны с параметрами: высота в перицентре 103 километра, в апоцентре — 1742 километра, наклонение 36,6 градуса, период обращения 205,3 минуты. Спустя примерно два часа после торможения были включены фототелевизионные установки, которые проработали 64 минуты.
Съёмка продолжалась 64 минуты. Впоследствии на Землю передали 42 снимка: 28 с ФТУ-Б и 14 с ФТУ-М. Впервые советские ученые получили детальные изображения участков лунной поверхности в районе Моря Дождей и кратера Аристарх с разрешением 15–20 метров. Правда, не все прошло гладко: спектрофотометр УС-3, предназначенный для изучения структуры поверхности в ультрафиолете, вышел из строя, и информацию с него получить не удалось.
Помимо фотографирования, «Луна-12» внесла вклад в изучение химического состава Луны. Гамма-спектрометрические измерения позволили уточнить химический состав лунной поверхности и содержание естественных радиоактивных элементов — калия, урана и тория. Кроме того, приборы впервые зафиксировали рентгеновское флуоресцентное излучение лунной поверхности и измерили яркость космического рентгеновского фона.
Отдельного упоминания заслуживает инженерный эксперимент: на борту станции был установлен редуктор Р-1, предназначенный для проверки работоспособности зубчатых пар и подшипников в космических условиях. Эти данные позже пригодились при создании первых советских «Луноходов».
«Луна-12» проработала на окололунной орбите 86 суток, полностью выполнив программу полета. Связь со станцией была потеряна 19 января 1967 года после 602 витков вокруг Луны.