1号终于发射成功。此后的十多年时间里，苏联共发射24个“月球”号探测器，经历了飞越、硬着陆、环绕、软着陆和取样返回等探测阶段。其中，“月球”9号是第一颗在月球上成功实现软着陆的月球探测器。
月面软着陆是探月工程中最难解决的技术问题之一。所谓“软着陆”是指航天器在降落过程中，逐渐降低降落速度，最后不受损坏地降落到地面或其他星体表面上。在20世纪60年代，要准确控制软着陆的过程是极具挑战性的。1963—1965年，苏联先后进行了12次软着陆尝试，但均以失败告终，其中有5次飞临月球，苏联依次把它们命名为“月球”4号至“月球”8号。这5颗着陆器中的3颗撞毁在月球上，2颗与月球擦肩而过。1965年5月升空的“月球”5号，在准备降落的最后阶段，制动火箭没能启动，地面控制室里的科学家们听着它发出的信号，无奈地任它以极大的速度撞进月球。据说，德国的一个天文台看到撞击扬起的月壤形成了长225公里、宽85公里的尘云。接踵而至的是不幸的“月球”6号，它在奔向月球的途中完成轨道修正后，没有按预定程序关闭修正轨道的发动机，最终与月球失之交臂，进入了日心轨道。重蹈覆辙的“月球”7号起初准确无误地完成了所有步骤，但最后阶段因制动火箭点火过早，推进剂提前消耗殆尽，探测器过早失去制动力而撞毁在月球的风暴海中。两个月后发射的“月球”8号与“月球”7号正好相反，制动火箭启动太迟，“月球”8号尚未降低到安全着陆速度就摔在月面上，再一次上演与月球相撞的悲剧。
1966年1月31日，“月球”9号满载着希望启程。伴随着震耳欲聋的轰鸣声，“闪电”号运载火箭将“月球”9号送入200公里左右的地球停泊轨道。不久后经“闪电”号火箭第三级加速，“月球”9号进入地月转移轨道。三天半之后，“月球”9号临近月球，在大约距离月球8300公里时，进行了姿态调整，将制动火箭发动机对准月球表面，然后启动着陆系统程序。在距离月球表面75公里时，“月球”9号抛掉2个设备舱，随即启动制动火箭发动机，为安全着陆进行“刹车”，从2600米/秒的高速逐渐降低下降速度，同时从底部伸出一根用来确定关闭发动机时机的5米长探针。在探针触到月球表面的瞬间，“月球”9号迅速关闭发动机，并抛出位于顶部的卵形着陆舱，最终以5.5—6.0米/秒的速度撞到月球表面上。带有缓冲装置的着陆舱像—个笨拙的玩具，在月球表面弹起又落下。
着陆后250秒，“月球”9号向地球发送信号并打开了顶部的4片花瓣。这4片花瓣除了可以稳定住登月舱外，还可以与4根75厘米长的鞭形天线一起组成通信系统。之后，由固定镜头和旋转镜头组成的电视摄像机组件开始拍摄着陆区附近的黑白照片。因为此时的太阳才刚刚从月球上的地平线升起，所以开始时的几张照片拍得很不理想。15分钟后拍下的第一张黑白照片在8个多小时后终于分7次被传回到了地球。
苏联通过对“月球”9号传回的数据分析而得出结论：月球表面是坚固的，人类完全可以降落在月球上。
知识链接
月球是地球的卫星，而围绕月球的人造天体，有的人把它叫作孙卫星。继“月球”9号在月球表面软着陆成功以后，苏联的“月球”
10号于1966年4月进入轨道，成为历史上第一颗孙卫星。
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