就在水手4号飞掠火星而过，传回照片的4天之后，也就是1965年的7月18号。苏联也发射了一颗火星探测器，这个探测器后来被命名为“探测器3号”。这颗探测器在发射33个小时以后就飞掠了月球。这颗探测器对着月球的背面拍摄了25张可见光照片和3张紫外线照片，每张照片1100线，分辨率还算是不错啦。而且覆盖范围也很大，除了月球的南北极不太好拍，其他90%以上的月球背面都被拍下来了。

从探测器3号获得的照片判断，月球的正反两面很不一致。正面的月海很多，比较平坦，背后却坑坑洼洼的，难得有一小片平地。而且即便是大型陨石坑底部，也看不到多少岩浆平原。

探测器3号是第一颗采用天文定位的航天器。它采用了恒星定位，通过观察特定的几颗恒星来确定自己的位置。你可能奇怪，飞到月亮还需要使用恒星定位吗？你别说，这还真的需要。因为这颗探测器在飞越了月亮之后，继续往深空飞行，最后一直穿越了火星轨道，但是并没有遇上火星。在这一路之上，探测器在不断的传输拍摄的月球照片，就是为了验证超远距离的数据传输。这颗探测器前后工作了228天后彻底没了信号，算是完成了既定任务。

后来美国人分析，这颗探测器原本是个深空探测器，是专门探测火星的，但是不知道什么原因，改成探测月球了，是为苏联在月球软着陆做准备，还是因为错过了窗口期而不得不切换了探测目标，这就不得而知了……

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