После вакуума 1980-х космонавтика стала возвращаться к Луне. Первыми это сделали японцы, снарядившие станцию Hiten («Хитэн») в 1991 году. Аппарат предназначался только для освоения технологии перелетов, гравитационных маневров, аэродинамического торможения в атмосфере Земли, т. е. японские инженеры учились летать между Землей и Луной.

В 1994 году к Луне отправился американский исследовательский аппарат Clementine. Его тоже использовали для испытания техники и изучения влияния дальнего космоса на электронику, но к этому добавили еще и несколько приборов: ультрафиолетовый и инфракрасный спектрометры, камеру высокого разрешения с шестью цветными фильтрами и лазерный высотомер для создания трехмерной карты лунной местности. Благодаря Clementine удалось создать приложение Google Moon, которое потом дополнили снимками с пилотируемых Apollo и японской автоматической станции Kaguya.

Снимки камеры высокого разрешения Clementine получились с не особо высоким разрешением – до 20 м. Зонд летал на высоте около 400 км – с такого расстояния много не рассмотришь. Зато благодаря Clementine ученые получили первые косвенные данные о наличии на полюсах Луны воды.

Следом, в 1998 году, полетел американский аппарат Lunar Prospector («Лунный геолог»). Он был довольно прост и вообще без фотокамер, но смог провести первое геологическое картографирование Луны. При помощи нейтронного датчика удалось определить, что на полюсах Луны содержание воды в грунте может достигать 10 %. Применение гамма-спектрометра на Lunar Prospector позволило определить распределение по поверхности кремния, железа, титана, алюминия, фосфора и калия. Проведены более точные измерения гравитационного поля, выявлены новые неоднородности плотности коры Луны с более высокой силой притяжения – масконы.

В 2000-е годы к «лунному клубу» стали присоединяться новые участники. В 2003 году Европейское космическое агентство запустило экспериментальный аппарат SMART-1. Задачи полета тоже были по большей части технологические: Европа училась использовать плазменный двигатель для перелетов в дальнем космосе. Кроме этого, были задействованы бортовые камеры для съемки в видимом и инфракрасном диапазонах. А также SMART-1 опробовал лазерную связь с Землей, еще когда летел к Луне. Правда, передавать данные по лучу тогда не предполагали, только попытались пострелять в однометровый телескоп обсерватории на острове Тенерифе. Цель состояла в изучении влияния земной атмосферы на лазерный луч. Попытка оказалась удачной: в телескоп попали; но развивать технологию оптической связи не стали – радио оказалось надежнее.