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소련이 바이코누르에서 루나 2호를 발사함. 세계시 6시 39분경 출발한 탐사선은 지구 중력권을 벗어나 달과 만나는 직접 비행 경로에 들어감.

루나 1호가 달을 스쳐 지나간 것과 달리 이번 목표는 달 표면과의 충돌이었음. 발사에서 충돌까지 걸린 시간은 약 38시간 22분이며, 이틀에 못 미치는 비행으로 다른 천체까지 물체를 보낼 수 있음을 입증함.

루나 2호를 달로 보내는 비행 중 발사체 상단에서 나트륨 약 1kg을 방출함. 세계시 18시 42분경 지구에서 약 15만 6,000km 떨어진 곳에 만들어진 밝은 구름은 지상 관측자가 비행 위치를 확인하는 데 쓰였음.

전파 신호뿐 아니라 눈에 보이는 표지를 활용해 궤도를 추적한 실험이었음. 달에 도착한 뒤 촬영한 사진이나 달 표면에서 발생한 현상과는 구별됨.