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1959年9月12日，苏联发射无人驾驶的“月球二号”探测器。“月球二号”飞过月球的背面，对它进行拍照，使人们了解了月球的全貌。两天后，“月球二号”成功到达月球，在月球表面硬着陆，成为击中月球表面的第一个人造物体，也是第一个登上地球以外另一个星体的人造物体。

“月球2号”在设计上与月球1号十分相似，它高135厘米，长179厘米，宽169厘米。它拥有8个可以独立驱动的轮子，配备了3种电视摄像头，其中一个安放在车的上方用于导航，以3.1秒每张、5.7秒每张、10.9秒每张、21.1秒每张的速度发送高质量图像。另外，还装载了与月球1号基本相同的科学仪器，包括月壤结构检测器、太阳X射线探测器、天文摄像仪、磁力计、照相探测器和反射器等，重量390.2千克。其主要任务是收集月表图片，检测月球着陆点周边光强环境，进行激光测距、太阳X射线观测、月球磁场测量、月表物质分析等。

9月14日，“月球2号”如期按照计划撞击在月球上约中经0.0°北纬31.8°位置的两座环形山之间。在撞到月面之前，它向地球发回了有关月球磁场和辐射带的重要数据。在月球表面降落之后，“月球2号”开始一直在原地停留，进行充电，3天后才开始在月面上进行行驶。

为了保证探测器能够工作更长时间，科研人员在探测车的车顶盖下安装了太阳能电池帆板以提供动力，而且还携带了钋放射性燃料，如果探测车白天不能停下来给太阳能电池充电，晚上则会采用钋燃料给车体加温，直到太阳升起才又启动行走。

从开始行走之后，“月球2号”在月面上共停留4个月时间，对37千米的月面进行了考察，发回了86张全景照片，8万多张电视图片，给科研人员提供了大量关于月球的更加详细的资料，为人们更加进一步探测月球奠定了基础。