الهبوط على القمر
البعثات القمرية الأمريكية المبكرة غير المأهولة (1958-1965) > مهام مركبة بايونير الفضائية

نقلت ثلاثة تصاميم مختلفة من مسابر بايونير لاستكشاف القمر باستخدام ثلاثة صواريخ بالستية عابرة للقارات. المسابر التي تم نقلها على أداة الدعم PGM-17 Thor المعدلة بالمرحلة العلوية من آبل حملت نظامًا تلفزيونيا لإجراء المسح الضوئي للصور بالأشعة تحت الحمراء بدقة تبلغ 1 ميللي راديان لدراسة سطح القمر، وغرفة تأيين لقياس الإشعاعات في الفضاء، ومجموعة قياس الموجات الصوتية/مكبر الصوت لاكتشاف الجسيمات النيزكية الدقيقة، ومقياس المغناطيسية، وأجهزة مقاومة درجات الحرارة المتغيرة لرصد الظروف الحرارية الداخلية للمركبة الفضائية.
أولى هذه الرحلات، التي تمت إدارتها من قِبل القوات الجوية للولايات المتحدة، انفجرت أثناء الانطلاق، ؛ بينما تُركت إدارة جميع رحلات بايونير اللاحقة إلى القمر لوكالة ناسا. وعادت الرحلتان التاليتان إلى كوكب الأرض واحترقتا عند دخولهما مرة أخرى في الغلاف الجوي بعدما كانتا قد حققتا ارتفاعات قصوى تبلغ حوالي 70000 و900 ميل (1,400 كـم)، أقل بكثير من 250,000 ميل (400,000 كـم) اللازمة لبلوغ المناطق القريبة من سطح القمر.
وبعد ذلك تعاونت وكالة ناسا مع وكالة الصواريخ البالستية التابعة لوكالة الصواريخ البالستية لإرسال مسبارين صغيرين للغاية على شكل مخروطي على متن الصاروخ البالستي العابر للقارات جونو، تحمل فقط خلايا ضوئية والتي سيتم تشغيلها بضوء القمر وبيئة الإشعاع القمري باستخدام الكاشف أنبوب جيجر-مولر. وقد بلغ المسبار الأول ارتفاعًا حوالي 64,000 ميل (103,000 كـم) فقط، وجمع مصادفةً بيانات أكدت وجود أحزمة فان ألن الإشعاعية قبل إعادة الدخول إلى الغلاف الجوي للأرض. والمسبار الثاني مر بجوار القمر على مسافة تزيد على 37,000 ميل (60,000 كـم)، أي أبعد مرتين مما هو مخطط له وأبعد بكثير عن تشغيل أي من الأجهزة العلمية الموجودة على متن المسبار، ومع ذلك تُعد هذه المركبة الفضائية هي المركبة الأمريكية الأولى التي تبلغ المدار الشمسي.
وتألف المسبار القمري النهائي من فئة بايونير من أربع لوحات شمسية لوحات شمسية ذات عجلات تجديف تمتد من جسم مركبة فضائية لقمر صناعي مثبت حول محور كروي الشكل ويبلغ قطره مترًا واحدًا والذي كان مجهزًا لالتقاط صور لسطح القمر بنظام شبه تلفزيوني، وتقدير كتلة القمر وتضاريس القطبين، وتسجيل توزيع وسرعة الجسيمات النيزكية الدقيقة، ودراسة الإشعاعات، وقياس المجالات المغناطيسية، واكتشاف الموجات الكهرومغناطيسية ذات التردد المنخفض في الفضاء واستخدام نظام دفع للمناورة ودخول المدار أيضًا. لم يستمر بقاء أي من المركبات الفضائية الأربع التي تم بناؤها ضمن هذه السلسلة من المسابر إلى ما بعد الإطلاق على الصاروخ البالستي العابر للقارات أطلس المزود بالمرحلة العلوية من آبل.
وعقب مسابر أطلس-آبل بايونير غير الناجحة، عكف قسم مختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا على برنامج تطوير مركبة فضائية غير مأهولة يمكن استخدام تصميمها لدعم بعثات استكشاف القمر وما بين الكواكب. وكانت الإصدارات الخاصة باستكشاف الكواكب تُعرف باسم مارينرز؛ والإصدارات الخاصة باستكشاف القمر كانت من فئة رينجرز. وصمم قسم مختبر الدفاع النفاث (JPL) ثلاثة إصدارات من مسابر رينجر لاستكشاف القمر: النماذج الأولية لمسبار بلوك 1، التي من المقرر لها أن تحمل أجهزة الكشف الإشعاعية في رحلات تجريبية إلى مدار حول الأرض على ارتفاعات كبيرة جدًا والتي لم تأت قريبة من أي مكان من القمر؛ وبلوك 2، الذي كان من المقرر له محاولة إنجاز أول هبوط على سطح القمر عن طريق إنزال صعب لحزمة مقياس الزلازل؛ وبلوك 3، الذي كان من المقرر له الاصطدام بسطح القمر دون استخدام أي صواريخ كبح أثناء التقاط صور فوتوغرافية عالية الدقة واسعة النطاق للقمر أثناء الهبوط.