«Луна́-10» — советская автоматическая межпланетная станция (АМС) для изучения Луны и космического пространства. Первый искусственный спутник Луны[1].
31 марта 1966 года в 13:46:59 мск с космодрома Байконур был осуществлён пуск ракеты-носителя «Молния-М», которая вывела АМС «Луна-10» на низкую околоземную орбиту с высотой 200 × 250 км и наклонением 52°. Затем АМС была переведена на траекторию полета к Луне. 1 апреля была выполнена коррекция траектории. 3 апреля 1966 года на расстоянии 8000 км от Луны началось торможение; в результате станция «Луна-10» уменьшила скорость на 0,64 км/с и в 21:44 мск впервые в мире вышла на орбиту вокруг Луны. Начальные параметры орбиты: высота апоселения 1015 км, высота периселения 349 км, наклонение орбиты к плоскости экватора Луны 71,9°[2] при начальном периоде обращения 2 ч 58 мин 15 с. Через 20 секунд после окончания торможения станция отделилась от перелётной ступени. Станция совершила 460 оборотов вокруг Луны и выполнила 219 сеансов связи с Землёй. Через 56 суток после выхода на лунную орбиту, 30 мая 1966 года АМС «Луна-10» закончила активное существование ввиду исчерпания заряда химических батарей (она не была оборудована солнечными батареями). На этот момент высота её орбиты составляла 378 × 985 км с наклонением 72,2°.
Космический аппарат был предназначен для выхода на орбиту искусственного спутника Луны (ИСЛ) и проведения исследований Луны и окололунного пространства. Он состоял из перелётной ступени, осуществлявшей коррекцию траектории и переход с неё на окололунную орбиту, и отделяемого спутника Луны. Перелётная ступень была унифицирована со станциями «Луна-4»…«Луна-9», а поскольку для выхода на орбиту ИСЛ требуется меньшее изменение скорости, то масса спутника была заметно больше массы АМС «Луна-9» и составляла около 250 кг. Полная масса станции во время перелёта Земля — Луна составляла около полутора тонн.
Орбитальные измерения позволили установить несферичность гравитационного потенциала Луны и впервые получить его точную модель (в виде коэффициентов разложения по сферическим гармоникам)[3]. Несферичность гравитационного потенциала Луны влияла на эволюцию орбиты АМС в 5—6 раз сильнее, чем возмущения со стороны Земли и Солнца[3]. За время активного существования спутника на селеноцентрической орбите (460 витков) вековой дрейф долготы восходящего узла орбиты был равен −7,7°, положения перицентра −11,8°. За один оборот возмущение координаты спутника, обусловленное нецентральностью поля тяготения, составляло по модулю в среднем 0,75 км[3]. Это было первое указание на существенную неоднородность недр Луны (см. Масконы). Кроме того, было уточнено значение массы Луны.