le champ gravitationnel de la Lune a été mesuré en suivant les signaux radio émis par les engins spatiaux en orbite. Le principe utilisé dépend de l’effet Doppler, selon lequel l’accélération de la ligne de visée de l’engin spatial peut être mesurée par de petits décalages de fréquence du signal radio et par la mesure de la distance entre l’engin spatial et une station sur Terre. Étant donné que le champ gravitationnel de la Lune affecte l’orbite d’un vaisseau spatial, on peut utiliser ces données de suivi pour détecter les anomalies gravitationnelles., Cependant, en raison de la rotation synchrone de la Lune, il n’est pas possible de suivre les engins spatiaux depuis la terre bien au-delà des membres de la Lune, donc jusqu’à la récente mission Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL), le champ de gravité éloigné n’était pas connu avec précision.
accélération de Gravité à la surface de la Lune en m/s2. Côté proche à gauche, côté éloigné à droite. Carte de la Gravité Lunaire Modèle 2011.,
Une caractéristique majeure du champ gravitationnel de la Lune est la présence de mascons, qui sont de grandes anomalies de gravité positive associées à certains des bassins d’impact Géants. Ces anomalies influencent de manière significative l’orbite des engins spatiaux autour de la Lune, et un modèle gravitationnel précis est nécessaire dans la planification des missions habitées et non habitées. Ils ont été initialement découverts par l’analyse des données de suivi des orbiteurs lunaires: les tests de navigation antérieurs au programme Apollo ont montré des erreurs de positionnement beaucoup plus importantes que les spécifications de la mission.,
Les Mascons sont en partie dus à la présence de coulées de lave basaltiques denses qui remplissent certains des bassins d’impact. Cependant, les coulées de lave en elles-mêmes ne peuvent pas expliquer complètement les variations gravitationnelles, et le soulèvement de l’interface croûte-manteau est également nécessaire. Sur la base de Modèles gravitationnels Lunar Prospector, il a été suggéré qu’il existe des mascons qui ne montrent pas de preuve de volcanisme basaltique de mare. L’immense étendue de volcanisme basaltique de mare associée à Oceanus Procellarum ne provoque pas d’anomalie de gravité positive., Le centre de gravité de la Lune ne coïncide pas exactement avec son centre géométrique, mais est déplacé vers la Terre d’environ 2 kilomètres.