虽然在阿波罗计划之后美国宇航局再也没有实施登月计划，但是其依然致力于对月球进行研究，现代月球探测任务主要侧重于对月球天体物理与化学环境的调查，比如 LCROSS 和“圣杯”任务，美国宇航局旨在通过对月球表面的撞击寻找月球上的水资源，现在科学家已经发现在月球极区永久阴影区内存在冰水物质，同时由两颗探测器组成的对月观测网绘制出详细的月球引力场分布地图，研究人员由此发现了月球不规则引力场结构，这些信息都有助于我们对月球的了解，但现在我们又多了一个渠道，嫦娥三号探测器着陆月球表面，国际科学家小组可以通过该平台对月球大气环境有更多的了解。
美国宇航局有四艘飞船在月球执行探索任务，现在嫦娥三号探测器也加入了对月球探索队伍，处于地面的着陆器可以发现一些更加详细的月壤成分，也有可能提高对月球近地面层大气的研究。目前 NASA 月球大气与尘埃环境探测器（LADEE）正在月球轨道上探测月球逃逸层及周围的尘埃结构，同时演示地月系统间的激光通讯技术，月球勘测轨道飞行器（LRO）与之前携带的撞击坑与遥感探测器联合对月球表面进行调查，通过撞击实验寻找并确定扬起尘埃中的水含量。ARTEMIS 任务两个探测器则在地月系统间进行轨道研究，可优化从地球前往月球的转移轨道，有助于未来月球探测器使用更少的燃料抵达月球轨道。
这些隶属于美国宇航局的探测器目前正在月球轨道附近进行各自的调查任务，比较典型的有月球大气与尘埃环境探测器，虽然月球存在一些稀有气体，但可基本近似为真空环境，该探测器的主要目的在于研究月球尘埃在探测器着陆时会产生何种影响。两艘 ARTEMIS 飞船一直在研究地月系之间的电动力学特征，根据飞行计划，嫦娥三号前往月球时是否会造成月球轨道及近地面层的磁场、等离子环境变化，与此相关的太阳风作用情况也属于该探测器的调查范围。
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