Sovětský svaz chtěl své kosmonauty na Měsíc poslat také, leč neuspěl. Kromě podfinancování byl problém v tom, že začal na náročném programu pracovat pozdě a ztrátu už nedohnal. Pak se ale pokoušel alespoň o symbolické prvenství: dopravit vzorek lunární horniny na Zemi s pomocí automatických sond. Sovětský svaz počítal s průzkumem Měsíce pomocí pilotovaných lodí i automatických sond. Oba programy se měly doplňovat. A tak když v srpnu 1964 schválilo sovětské Politbyro let kosmonautů na Měsíc, stal se nedílnou součástí mise mobilní robot (do historie vstoupil jako Lunochod). Měl plnit celou řadu úkolů: provést průzkum místa přistání před pilotovaným výsadkem, sloužit jako radiomaják, převážet kosmonauty z místa na místo…

Počátkem roku 1967 byl jeho vývoj téměř dokončený a mohlo se přistoupit k výrobě letových exemplářů. Zároveň si ale někteří zástupci sovětského kosmického programu začali ve stejné době připouštět, že by „kosmické závody“ o dobytí Měsíce člověkem mohli nakonec prohrát – a že by bylo vhodné se na tuto eventualitu nějak připravit, aby se význam amerického prvenství poněkud snížil.

A tak se zrodil nápad využít hardware vyvinutý pro Lunochod k automatickému odběru vzorků hornin. Lunochod dopravovala na Měsíc výsadková plošina, přičemž právě ta měla posloužit jako přistávací stupeň nové sondy. Jen namísto lunárního vozidla měla nést návratový stupeň s vrtnou soupravou. Díky tomu bylo možné uskutečnit vývoj nové techniky velmi rychle a už v roce 1968 se začalo s výrobou série pěti letových exemplářů sondy pracovně označované jako Je-8-5.

První sonda snažící se o odběr horniny odstartovala 14. června 1969, ale vinou elektrického zkratku ve čtvrtém stupni rakety Proton nikdy nedosáhla oběžné dráhy. Pokus nebyl veřejně oznámen a sonda nikdy nedostala žádné formální jméno. Třináctého července 1969 pak složil nosič Proton reparát, když do vesmíru vynesl sondu označenou Luna 15. Sověti přitom tajili účel mise. Západní pozorovatelé si všimli, že sonda Luna 15 se nezvykle „loudá“. Analyzovali její čtyřdenní cestu k Měsíci jako maximálně úspornou z hlediska pohonných hmot a začali spekulovat, cože za touto pro sovětské sondy neobvyklou dráhou letu může být (skutečnost byla prozaická: sonda byla tak těžká, že její vynesení bylo na hranicích možnosti Protonu, a tak byla zvolena nejúspornější možná dráha).

V Moskvě se každopádně po úspěšném startu začala na 26. nebo 27. července chystat velkolepá oslava návratu vzorků lunární horniny. Obrněný vůz ověšený vlajkami měl v dlouhé koloně projet ulicemi plnými jásajících Moskvanů z letiště Vnukovo na Rudé náměstí a do Kremlu, odtud pak do Vernadského institutu geologické a analytické chemie. Zde měly být vzorky představeny zástupcům světového tisku, až poté by přišla na řadu jejich analýza.

Mezi sovětským a americkým kosmickým programem byl obrovský rozdíl v otevřenosti. Zatímco červencové datum startu Apolla 11 bylo známo dlouhé měsíce dopředu (ano, mohlo dojít k odkladu, ale ne z důvodu utajování, nýbrž po „zásahu vyšší moci“), Sověti o misi Luna 15 informovali až po úspěšném navedení na cestu k Měsíci, tedy 13. července 1969. Spolehlivost raket Proton totiž nebyla nikterak vysoká (v inkriminovaném roce 1969 měla deset startů, z toho jen dva úspěšné!) a mnoho předchozích lunárních misí buď vůbec nedosáhlo vesmíru nebo skončilo na oběžné dráze Země a získalo nicneříkající označení Kosmos. Sovětská kosmonautika nezdary nepřiznávala, technika musela vždy a za všech okolností fungovat na sto procent. Pro představu: oficiálně SSSR vypustil v letech 1958 až 76 celkem 24 sond řady Luna. Dnes ale víme, že uskutečnil ještě o 20 pokusů více.

Zpět k misi Luna 15, která vzlétla tři dny před Apollem 11. V americkém tisku se okamžitě objevily spekulace o možnosti střetu obou těles u Měsíce, bezpilotní sovětské sondy a pilotované americké mise. NASA tuto obavu v nejmenším nesdílela: pravděpodobnost podobného střetu je zanedbatelně malá. Měla ale strach o možné rušení vysílání od Měsíce, pokud by sovětský automat využíval stejné frekvence jako americké Apollo. Kde ale získat odpovídající informace? Řešení se nakonec našlo: 10. července se z desetidenní návštěvy Sovětského svazu vrátil astronaut Frank Borman (veterán z letů Gemini 7 a především Apollo 8). Ten využil svých čerstvě získaných kontaktů a zavolal do Keldyšova ústavu aplikované matematiky. Sice v Moskvě byly dvě hodiny ráno, ale to nehrálo roli. Jednak se hrálo o čas, jednak měla kancelář stálou službu – kosmické lety jsou podřízené zákonům nebeské mechaniky, takže něco tak přízemního jako časová pásma vůbec neřeší.

V ústavu byl každopádně vzkaz zaznamenán a předán. Už o čtyři hodiny později přišla z Moskvy první telefonická odpověď s tím, že informace jsou na cestě.

O několik hodin později pak dorazily dva telegramy: jeden přímo k Bormanovi domů, druhý do Bílého domu. V nich byly informace o plánované oběžné dráze sondy Luna 15, jejích vysílacích frekvencích a ujištění, že nehrozí interference rádiového signálu. Jak vyšlo později najevo, Sověti možné vzájemné rušení signálu řešili dávno před svým startem. Vzhledem k tomu, že informace o americkém programu byly veřejné, měli ovšem mnohem snazší práci.

Příběh možných problémů s rádiovým vysíláním Luny 15 a Apolla 11 dokresluje, že i v dobách nejhlubší studené války se oba političtí rivalové dokázali domluvit. I s protivníkem je radno udržovat dobré vztahy.

A jak nakonec Luna 15 dopadla? Sonda měla problémy už během přeletu, kdy se jí začaly přehřívat palivové nádrže návratového stupně. Hrozilo nebezpečí, že se zvýšeným tlakem roztrhnou, takže bylo třeba změnit orientaci sondy. Další potíž se objevila při příletu k Měsíci, když automat namísto kruhové dráhy ve výšce 100 km skončil na eliptické dráze s parametry 240 krát 870 km. Hlavní motor totiž namísto potřebného snížení rychlosti o 820 m/s zbrzdil Lunu 15 jen o 700 m/s. Pečlivě připravená choreografie mise se začala hroutit jako domeček z karet.

Po dvou dnech se podařilo sovětským technikům upravit její dráhu na 220 krát 94 km, dalším manévrem na 221 krát 85 km – a nakonec na 85 krát 16 km. Čas ale tlačil, protože návratové okno pro start z Měsíce se otevíralo přesně 21. července ve 20:54 h GMT. (Okno bylo vždy pro dané místo přistání instantní a pokud se promeškalo, velmi dlouho se neopakovalo.)

Přistání mělo proběhnout 20. července, ale když byl zapnutý palubní radar Luny 15, vysílal jen nesmyslné údaje. Proto bylo přijato těžké rozhodnutí a manévr byl odložený o osmnáct hodin, aby byl čas data z radaru zpracovat. Nakonec sonda zahájila šestiminutový brzdící manévr, ale už po čtyřech minutách se odmlčela. Sověti později (v roce 1969 o skutečném cíli mise zarytě mlčeli) deklarovali, že se sonda nejspíše střetla s vysokou horou. Ale pravda to zřejmě nebyla. Dle propočtů měla být v okamžiku přerušení vysílání ve výšce 3000 m, ale podle všeho se už v tuto chvíli tvrdě střetla s povrchem. Nejpravděpodobnějším vysvětlením zkázy se jeví navigační chyba – protože přistávací oblast byla rovná, bez jakéhokoliv tříkilometrového kopce a bez záchytného bodu; navíc všechny přepočty trajektorií a manévrů se dělaly ve spěchu.