В течение третьего лунного дня (9—23 марта) луноход проводил исследования в южной части кратера Лемонье. Путь аппарата начался в материковой зоне, пересек предмате-риковый холмистый район, прошел вдоль южного побережья кратера и закончился в 2,5 км от крупного тектонического разлома, получившего условное наименование Борозда Прямая (в целях удобства использования информации нескольким характерным деталям рельефа лунной поверхности в районе работы «Лунохода-2» были присвоены условные наименования).
Анализ телевизионных снимков и стереоскопических панорам, полученных в этот период, позволил выявить и изучить ряд интересных образований на лунной поверхности.
Измерения химического состава лунного грунта позволили обнаружить его вариации при движении лунохода в зависимости от типа участка поверхности. Первые измерения при помощи аппаратуры РИФМА-М были проведены на небольшом удалении от посадочной ступени станции. Содержание кремния здесь оказалось равным 24 ±4%, железа — 6 ±0,6%, кальция — 8±1%, алюминия— 9±1%. По мере продвижения «Лунохода-2» к холмам, расположенным в южном направлении, содержание железа стало снижаться и при удалении от места посадки на 5 км составило 4,9 ±0,4%; 19 февраля было зарегистрировано самое низкое содержание железа — 4 ± 0,4 %, при этом одновременно содержание алюминия возросло до 11,5 ± 1 % . Таким образом, прибор РИФМА-М зафиксировал изменения химического состава поверхности, связанные с различиями пород «морских» и «материковых» районов.
Магнитные измерения дали возможность оценить напряженность лунного магнитного поля. Предварительный анализ этих данных позволяет отметить, что магнитное поле на поверхности Луны очень неоднородно. Были продолжены измерения остаточной намагниченности отдельных кратеров, для чего аппарат выполнял в их окрестностях сложные маневры. На стоянках лунохода измерялись вариации магнитного поля, при этом были выявлены некоторые характерные изменения поля, свидетельствующие о процессах индукции токов в Луне под действием меняющихся межпланетных полей. На основе этихнаблюдений можно определить проводимость Луны на глубинах порядка сотен километров и таким образом получить некоторое представление о ее внутреннем строении.
В течение третьего лунного дня «Луноход-2» прошел 16 533 м.
В период четвертого лунного дня (8—22 апреля 1973 г.) проводились исследования, целиком посвященные изучению Борозды Прямой. Движение «Лунохода-2» в направлении к меридионально ориентированному разлому началось в сеансе связи 10 апреля. Преодолев за сеанс связи 1886 м, автоматический аппарат остановился примерно за 200 м от кромки борозды, после чего была проведена панорамная съемка поверхности. Далее аппарат двинулся на юг вдоль западной границы разлома, затем обогнул его с южной стороны и начал движение на север вдоль восточного склона. Движение лунохода проходило в трудных условиях: путь пролегал среди россыпей камней размерами до 2—3 м и множества мелких кратеров.
Во время остановок лунохода проводился детальный осмотр борозды с помощью телевизионных камер и выполнялась телескопическая съемка ее склонов и дна. Борозда имеет протяженность 15—16 км, а ее глубина в различных участках района исследований колеблется от 40 до 80 м. По мере приближения к борозде толщина реголита постепенно уменьшается, и на бровке разлома обнажаются породы скального основания в форме непрерывного каменного «бордюра». Реголит не удерживается и на крутых скло нах разлома (ниже «бордюра» крутизна стенок борозды увеличивается и достигает 30— 35°), поэтому здесь хорошо просматривается структура верхнего слоя лунной коры. Склоны борозды покрыты осыпью из крупных глыб и камней, причем обломки обнаженных горных пород имеют размеры до 1—2 м и более.
Разлом представляет собой разрушенное тектоническими силами сплошное скальное основание. Время образования Борозды Прямой относится к так называемому послеморскому периоду истории Луны — после того, как дно кратера Лемонье было затоплено базальтовыми лавами. Однако не исключено, что борозда является результатом обновления более древнего тектонического разлома, признаки которого прослеживаются в направлении борозды в материковом районе далеко за границами кратера Лемонье. Отсутствие явных следов метеоритной бомбардировки на обрывистых склонах борозды также подтверждает высокую плотность пород, подвергшихся разрушению. Таким образом, в этой части кратера Лемонье луноход установил выход коренных скальных пород мощностью в несколько десятков метров.
В течение четвертого лунного дня «Луноход-2» прошел 8600 м.