前麵已提到，炮彈是朝著月球北半球的方向運行。如果炮彈的軌道的偏移量位於允許的範圍之內，三位旅行者本來能夠接近月麵的中心，但實際他們卻大大遠離了這個中心。
此時正好是午夜十二點半。巴比康猜度炮彈與月球的距離大約有一千四百公裏，這個距離大於月球的半徑，但隨著炮彈靠近月球北極，這個距離會逐漸拉小。炮彈並不在月球赤道上方，而是穿過北緯十度，從這個緯度開始一直到北極，人們在地圖上都一一地做了標記，巴比康和他的兩個夥伴可以在有利條件下對月球進行觀測。
事實上，有了望遠鏡，一千四百公裏變成了十四公裏，也就是三點五法裏。落基山脈上的天文望遠鏡功能更佳，但地球的大氣層卻使這架望遠鏡的強大威力大打折扣。所以，雖然彈艙內的巴比康使用一架小型望遠鏡，卻看到了其他觀測者們無法看到的一些細節。
“我的朋友們，”巴比康主席莊重地說，“雖然我對我們將會到哪兒不甚清楚，也沒有把握是否可以重返地球，但是我們依然要做好我們該做的事，也許有一天我們的同胞們會用得上。我們要丟棄多餘的顧慮。我們是天文學家。我們將炮彈當作劍橋天文台太空中的觀測站好了。現在我們開始工作吧！”
說完，他們就開始了精確的觀測工作，巴比康根據炮彈與月球間不斷變化的距離，如實地記錄下著不同情況下月亮的麵貌。
當炮彈經過北緯十度線時，似乎一直精確地沿著西經二十度行進。
在此，還要對他們觀測使用的月球地圖做進一步的說明。由於望遠鏡中物相是倒立的，月球圖上，南在上，北在下，同樣，東在右，西在左。但這無關緊要。和地球地圖有所不同的是，如果我們將月球地圖倒過來，月球就會和我們肉眼所見到的一致，左西右東。為什麼會發生這種奇怪的現象呢？原來，北半球的觀察者們（比如說在歐洲）看到的是月球南部，當他們在觀測月球時，背北朝南，這與他們查看地球地圖的姿勢正好相悖。因為當他們背對北方時，左東右西。但南半球的情況就不同了，比如在巴塔哥尼亞，人們在觀測時月球的西麵正好在他們的左側，而月球的東麵則在他們的右側，因為他們背對著南方。
這就是要把月球地圖顛倒過來看的兩個基本原因，同樣是在跟隨巴比康進行觀測時不能忽視的兩點。受益於比爾和默德雷的月球圖，三位旅行者便可以輕而易舉地找出進入望遠鏡視野中的月球的那一個部分。
“現在出現在我們眼前的是什麼？”米歇爾問道。“‘雲海’的北部，”巴比康答道，“我們現在離它太遠了，還不能認識它的真麵目。不知道這些平原是不是正像以前的天文學家所指的那樣，是由幹沙組成？還是像沃倫·德拉呂所說的，是一片廣袤的森林，他認為月球有一層很低、但密度很高的大氣層，不過我們很快就會知道的。現在最好不要過早的下結論。”
在月球圖上，“雲海”的邊界顯得有些模糊。人們推斷這一望無際的平原上遍布著大塊的火山熔岩，這些熔岩是由它右邊的托勒密火山、普爾巴赫火山和阿紮謝爾火山噴發出來的。隨著炮彈的前進和明顯的靠近，他們離這一地區越來越近，很快，“雲海”北部的山峰便闖入了他們的視野。矗立在他們麵前的是一座閃著耀眼光芒的、絢麗雄偉的山峰，它的頂峰似乎都被那迸射的陽光所吞沒。
“這是……”米歇爾問道。“哥白尼山。”巴比康回答道。“這就是哥白尼山啊！”這座山位於北緯九度，東經二十度，比月球地平線高三千四百三十八米。在地球上就以能夠一眼看見它，天文學家對它深入地進行了研究，尤其是在下弦月和新月之間，因為尋時哥白尼山自東向西留下陰影的時間很長，有利於測量它的高度。
除了南半球的蒂霍山之外，哥白尼山在月球上的輻射類燦中扮演著重要角色。它拔地而起，好像一座巨大的燈塔矗立在雲海北部與風暴洋的交接處，它的光芒同時照亮了兩個“大洋”。這一道道在滿月時如此光芒飛濺的長長的輻射紋穿過毗鄰的北部山脈，一直延伸到“雨海”，構成了一幅綿延千裏的多彩的畫卷。在地球時間淩晨一點，炮彈好似一個升到太空的熱氣球，俯視著這座壯麗的山巒。
巴比康看清了哥白尼山的大概麵貌。哥白尼山是月球上較為重要的大型環形山之一。與聳立在風暴洋中的開普勒山和亞裏斯塔克一樣，哥白尼山在月球灰光的映襯下，常常是一個亮點，儼然一座活火山。當然實際上並不是這樣，是一座死火山。環形山的直徑大約是二十二法裏。通過望遠鏡能夠觀察到火山先後噴發所留下的痕跡，山的周邊似乎也遍布著火山岩的殘片，有幾片還在火山口裏。