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前苏联“月球2号”命中月面、“月球3号”拍到月球背面的照片后不久，1959年12月12日，美国确定了“徘徊者”计划。这个计划的目的是要使无人探测器命中月面，同时在命中之前拍摄月面的特写镜头，并且把地震仪送往月面。
探测器的设计和制作由加利福尼亚工科大学的喷气推进研究所担任。重305千克的“徘徊者1号”在1961年夏季完成，8月23日，用火箭发射，进入环绕地球的卫星轨道。
按原计划，“徘徊者1号”和“徘徊者2号”是为调查探测器性能的，它们要运行在远地点80万千米、近地点160千米的椭圆轨道上，在远离地球的深宇宙试验电视摄像机、通信装置能否正常工作。但是由于第二级火箭发生故障，“徘徊者1号”只进入远地点280千米、近地点174千米的轨道。1961年11月18日发射的“徘徊者2号”也遭到同样的命运。
继两次试验失败之后，美国立刻进行“徘徊者3号”的试验。在“徘徊者3号”上不仅有电视摄像机，还有地震仪等7种观测仪器。地震仪用木材和油等充分保护，即使探测器猛烈撞击月面，也不至于损坏。
“徘徊者3号”在1962年1月26日自从卡纳维拉尔角用火箭发射。但是由于火箭控制系统发生故障，在离月面32000千米至48000千米的区域飞过，没能到达月球。
1962年4月23日发射的“徘徊者4号”进入月球的背面，命中月面。1962年10月18日发射的“徘徊者5号”，由于太阳能电池板短路，动力系统突然停止运转，又宣告失败。
经历了这几次失败，美国改变了“徘徊者”探测器的设计，取消了地震仪等观测仪器，只用电视摄像机拍摄月面照片。1964年1月30日，“徘徊者6号”命中月球正面的“静海”地区，但是在飞近月球表面时的电视摄像机坏了，没有能够拍回照片。
1964年7月28日，“徘徊者7号”第一次获得成功，它命中预定的着陆地点“云海”，在撞击前17分钟，它的6架电视摄像机拍摄了4308张月面的逼近照片，这是历史上第一批月面特写镜头。它显示了小到直径1米左右的坑穴和几块直径不到30厘米的岩石，这些是在地球上用望远镜所无法看到的。
美国在1965年2月17日发射了“徘徊者8号”，它命中“静海”，在飞行的最后9分钟里，拍摄到7137张“静海”附近的近景照片。同年3月发射的“徘徊者9号”坠落在“云海”附近的火山区。在击中月球前19分钟里，拍摄了5814张月面近景照片，并且传送回地球。这些照片所反映的月面形态，比在地球上用天文望远镜所拍摄的最好照片要清晰2000倍。
美国对取得这个成果十分高兴，把“徘徊者7号”的命中地点重新命名，叫做“人知海”。参加这个计划的有5万人，全部费用是26000万美元。每个“徘徊者”的造价，包括火箭的发射，是2800万美元。
美国的“徘徊者”号探测器外形像个大蜻蜓，身长3米，太阳能电池板展开总长4.57米，质量约366千克。测量仪器安装在探测器的前面部分，电视摄像机装在独立的尾部。