Первый полигон для Луноходов был построен прямо в одном из цехов ВНИИИТРАНСМАш. Именно там, на имитации лунной поверхности, Луноход-1 сделал свои первые шаги. Следующий этап испытаний проводили на Камчатке, справедливо предположив, что вулканическая порода и обилие камней разной формы и размера, по своим свойствам будут подобны лунной поверхности. А параллельно, готовились экипажи управления луноходом с Земли. Ведь еще до начала испытаний тренировок было очевидно, что один водитель будет не в состоянии управлять аппаратом, корректировать положение антенны, мониторить состояние приборов ходовой части, прокладывать маршрут и поддерживать связь с землей. Экипаж формировался из разных специалистов. Это были водители лунохода, борт-инженер, механик управления приводом и антенной, командир экипажа. Таким образом, было подобрано два экипажа, которые сменяя друг друга, обеспечивали непрерывное управление в течении лунного дня. Полусотня кандидатов в земные космонавты в члены экипажей, были направлены в Крым, где должен был появиться центр управления и главный полигон, для отработки навыков вождения в научно-измерительный пункт-10. Это была закрытая территория, откуда с 1957 года осуществлялась связь со всеми космическими аппаратами, работающими не только на орбите, но и в межпланетном пространстве. В частности по программам изучения Марса, Венеры и, конечно же, луны. Именно здесь был создан один из пунктов связи с воздушно-космическим самолетом "буран". Но уже к середине 1960х годов, когда стало понятно, что будет представлять из себя луноход, там уже было все готово для того чтобы начать испытания, оставалась лишь самая малость, подготовить нужную почву в прямом смысле слова сымитировать лунную поверхность. Она была создана академиком Виноградовым на плоской площадке чуть меньше гектара, засыпанной каменной крошкой. Все было с точностью рассчитано так, как они представляли себе поверхность Луны- 16ти метровый , два 8ми метровых, четыре 6ти метровых и восемь 3х метровых кратера в определенной последовательности. Покрытие поверхности специальной темно-серой краской, раскладывание определенных камней, создавая для лунохода условия преодоления препятствий. В момент испытаний помимо самого лунохода и полигона, нескольким солдатам приходилось тащить тяжеленный стометровый кабель, по которому подавалось питание для его работы в период испытаний.
Для ученых этот проект был как шаг в неизвестность. Проблема заключалась в том, что подача сигнала с шасси лунохода находилась совсем рядом с центром управления, и отклик на действие оператора был моментальный. Оператор получал картинку в реальном времени, а ведь их должны были отделять километры. Радиосигналу, чтобы преодолеть большое расстояние, требовалось время, а значит, неизбежна задержка и команд и изображения. Задержка имитировалась тут, в испытаниях, на 4,1 секунды, а когда луноход действительно пошел, то оказалась в 21 секунду. За это время луноход успевал проходить 6,6 метров и что может произойти с ним в этот период никто не мог предугадать. Помимо задержки, качество картинки оставляло желать лучшего. Сегодня, разглядывая картинки с пультов управления, кажется, словно водители смотрели в трехлитровую банку с размешанной известью. В результате была выбрана единственная методика перемещения, которая гарантировала избавление от ошибок связанных с задержкой сигнала. Луноход-1 перемещался в режиме «страт-стопа».
Луноход-1 прожил долгую и счастливую инопланетную жизнь. Аппарат был рассчитан на три месяца работы.20 февраля 1971 года по окончанию четвертого лунного дня, было сообщено о полном и успешном выполнении программы, но аппарат и не думал о вечном сне. Он проработал еще 7 месяцев! Ученым приходилось практически придумывать ему новые задания и увеличивать программу исследований. И только 11й лунной ночью, после 15 сентября, машина стала остывать. Изотопные источники тепла выработали свой ресурс. Больше Луноход-1 на связь не выходил. Поиск его следов на луне, стал своеобразным состязанием среди астрономов, профессионалов и любителей. Но самый странные его след, пока не выяснились обстоятельства его появления, вызвало настоящее смятение на мировом масштабе. Он породил слухи о знаках, которые дают нам инопланетные цивилизации, а ведь оставленная в лунной пыли колея в виде восьмерки, являлась невинной шалостью экипажа в честь наступившего на тот момент праздника 8го марта. На луне нет ветра и дождей, так что восьмерка начертанная луноходом останется на ее поверхности навсегда, так же как и луноход-1 останется самым первым инопланетным испытательным аппаратом.
Успех первого в мире лунохода, после окончания его работы, должен был закрепить Луноход-2. Межпланетная станция Луна-21 доставила его до места работы 15 января 1973 года. Он был тяжелее предшественника - 836 килограммов, при том, что первый луноход весил 750 килограммов. Прибавка веса произошла в основном из-за увеличения комплектации. Комплект аппаратуры прирос магнитометром, спектрометром для изучения состава лунного грунта, дозиметром для изучения радиационной обстановки и астрофотометром, последним хотели измерять светимость лунного неба в видимом и ультрафиолетовом диапазоне. Видимость увеличили в несколько раз, доработали систему автоматической блокировки колес, которая была призвана остановить аппарат при внезапном сваливании.
А еще на Луноходе-2 была усовершенствована система телекоммуникаций, камеры обзора впереди, подняли немного выше, добавили третий глаз заднего вида и радикально сократили задержку сигнала. Благодаря относительно быстро обновляющейся картинки с этих камер, можно уже было отказаться от постоянных остановок в ожидании нового изображения и существенно выросла скорость движения. Если за десять месяцев Луноход-1 преодолел менее 11 километров, то, за неполных 4 месяца, Луноход-2 наколесил по Луне около 40 километров.
Было сделано в четыре раза больше снимков лунной поверхности, свыше 80 тысяч. Но если Луноход-1 оказался долгожителем, то его последователь ушел в самом расцвете сил. Он попал в 8ми метровый кратер, и хоть команда постаралась вырулить на край кратера, он все равно сполз на дно. Ситуация конечно не была штатной, но подобное отрабатывали на Луноходе-1, где в первую очередь старались при движении закрыть крышку чтобы не испортить солнечную батарею и не засыпать ее пылью. Но глава экипажа, которая не имела опыта работы с его предшественником, приняла решение выползать задним ходом с открытой крышкой, несмотря на неодобрение членов экипажа, и это решение было неверным. На открытую солнечную батарею насыпалось много лунной пыли и после того как крышку решили закрыть, луноход перегрелся. Но до этого момента, он выполнил и даже перевыполнил свою научную задачу.
В отличии Лунохода-1 и Лунохода-2, от которых на земле остались только копии, Луноход-3 сохранился в подлиннике. Он должен был оказаться на поверхности в 1977 году, но космический аппарат Луна-25А так и не был запущен. Одним из видимых глазу отличий стали принципиально иные телевизионные камеры, теперь они были расположены на выдвижной и поворачивающейся платформе. Таким образом, для увеличения сектора обзора Луноходу-3 не нужно было маневрировать. Достаточно было самому оператору повернуть камеру, ведь на предыдущих аппаратах камеры были закреплены стационарно на корпусе и чтобы посмотреть влево или право нужно было разворачивать всю машину, но кроме того теперь две камеры работали одновременно, сразу транслируя на Землю телескопическую картинку и это существенно облегчало жизнь операторов.
Луноход-3 был полностью готов к работе, да и космический аппарат Луна-25А тоже. Но так почему же полет не состоялся? По одной из версий программа Луноход-3 совпала с участившимися запусками искусственных спутников земли, причем, прежде всего военного назначения и все ресурсы были брошены туда. Впрочем, это только одна из версий.
Примечательно, что еще в 1973 году после завершения программы Луноход-2 экипажи были расформированы и офицеры приступили к работе на других космических программах.