月球3號（英語：Luna-3，俄語：Спутник-3）是指蘇聯于1959年10月4日在哈薩克斯坦拜科努爾航天發射場用月球號運載火箭發射的月球探測器，是蘇聯研制的月球系列探測器中的第三個。
月球2號探測器于1959年9月12日實現人類首次月面撞擊后，給月球背面拍照成為探月的首要任務，月球3號由此應運而生。月球3號與月球1號、2號相比，質量更大、設計更巧妙。它高1.3米，最大直徑1.2米，發射質量278.5千克，配備二進制計數器的晶體管以及電壓反激式變壓器，由太陽能電池板供電。月球3號的成像系統名為“葉尼塞-2”（Yenisey-2）光電電視系統，配有搭載200毫米和500毫米鏡頭的雙鏡頭相機，分別用于拍攝月球背面的全景和特寫，并攜帶40幀耐溫度和輻射的35毫米等色膠片。當月球3號拍攝到月球背面的圖像后，該系統會對拍攝的圖片進行自動沖印、掃描，然后轉換成無線電信號傳回地球。此外，其他科學儀器（微流星體和宇宙射線探測器）均被安裝在月球3號的外部。
1959年10月4日，蘇聯發射的月球3號探測器，成為人類歷史上首個拍攝到月球背面照片的航天器，拍攝到月球背面約70%的面積。之后，蘇聯將照片刊登在蘇聯《真理報》上向世界公開發表，引發世界范圍內的高度關注。1960年，蘇聯科學院根據月球3號獲得的科學數據，發布人類第一本月球圖冊和月球圖，并于1961年向世界發布新的月球儀。2019年10月，俄羅斯國家科技文獻檔案館向俄羅斯媒體提供了一批月球3號在60年前拍攝的月球背面的照片，很多關于該探測器的信息進而公之于眾。
發展歷史
背景
1957年，蘇聯發射人類第一顆人造衛星，解決了將人造物體發射到太空的基本技術之后，馬上就開始著手向月球發射探測器。發射人造衛星的運載火箭只能將物體送到近地軌道，因此需要在原來運載火箭的基礎上增加一級，將探測器送到地月轉移軌道。最早的發射是從1958年開始的，但經歷了多次失敗后，蘇聯在1959年1月2日終于成功發射月球1號，經歷34小時的飛行之后，從距離月球5995公里的地方掠過。實際上，蘇聯發射了很多的探月飛行器，但僅對取得成功或部分成功的任務命名并予以公布。最初月球1號的任務是撞擊月球，但并未達到目標。最終這一任務是月球2號在1959年9月14日完成的，它成為人類在外星球實現硬著陸的第一個物體。
誕生
1959年9月12日，月球2號探測器剛剛實現人類首次月面撞擊。為了彰顯航天實力，也為了窺探月球背面的奧秘，給月球背面拍照，被視為下一步的首要任務。由于當時還沒有數碼技術，月球3號上攜帶了老式的照相機，拍攝后在探測器上顯影，然后用電視攝像機掃描并把信號傳回地球。1959年10月，月球3號獲得了月球背面的圖像，體現了科學與工程上的重大成就。
技術特點
月球3號高1.3米、最大直徑1.2米、發射質量278.5千克，在探測器柱形周圍安裝有太陽能電池板，并采用氣體噴嘴來控制姿態，它會在陽光照射下自行啟動拍攝程序。同時，蘇聯謝爾蓋·科羅廖夫領導的研制團隊還在“月球2號”平臺的基礎上對圖像傳輸系統進行了改進。科羅廖夫團隊采用了當時新興的晶體管，研制了一套圖像傳輸設備。當月球3號拍攝到月球背面的圖像后，該系統會對拍攝的圖片進行自動沖印、掃描，然后轉換成無線電信號傳回地球。其他科學儀器（微流星體和宇宙射線探測器）均被安裝在月球3號的外部，氣體噴射器安裝在該探測器的下端。此外，為了降低功耗，月球3號使用了配備二進制計數器的晶體管以及電壓反激式變壓器。該設備僅消耗2瓦的功率，可以由太陽能電池板供電。
影像系統
月球3號上的成像系統被命名為“葉尼塞-2”（Yenisey-2）光電電視系統，由一個雙鏡頭相機、一個自動膠片處理單元和一個掃描儀組成。相機上的鏡頭為焦距200毫米和500毫米，分別用于拍攝月球背面的全景和特寫。同時，相機還攜帶了40幀耐溫度和輻射的35毫米等色膠片。相機被固定在探測器上，通過旋轉自身來實現指向，其成像過程為：將探測器上端和相機對準月球，探測到月球時發出信號，相機蓋打開，攝影程序自動開始，攝影完成后膠片被移動到機載處理器完成顯影、固定和干燥，然后接收地球發出的命令，將膠卷轉移至掃描儀上，陰極射線管產生的亮點通過膠片投射到光電倍增器上，光電倍增管將穿過膠片的光的強度轉換成電信號，并將其傳輸到地球。
性能參數
參考資料：
任務歷程
1959年10月4日，蘇聯在拜科努爾航天發射場使用加裝有上面級的SS-6運載火箭，成功將月球3號發射升空，并順利進入預定軌道，在經過多天飛行后抵達月球軌道。為了完成既定任務，蘇聯科研人員對月球3號的飛行時間和飛行軌道做了精心安排和設計，沒有讓它直接快速飛向月球軌道，而是在經過較長時間的飛行后緩慢地繞到月球背面，在距離月球表面6萬多公里處飛過。
月球3號在飛越月球背面大約40分鐘的時間里，探測器在定向系統的不斷修正下，將鏡頭對準月面，并啟動攝像系統，抓拍了29張照片，覆蓋了月球背面大約70%的面積。其中，有17張照相底片在月球3號飛行途中完成了自動沖印，然后通過電視掃描轉換成電視信號，再通過無線通信裝置傳回到位于克里米亞半島和堪察加半島的地面接收站。1959年10月22日，月球3號與地面失去聯系。據估計，該探測器可能于1960年3至4月左右在地球大氣層中燒毀，或在月球軌道上持續至1962年后。
相關事件
人類首次目睹月球背面的真容，是20世紀50年代后期蘇聯發射的月球3號探測器。月球3號將17張月球背面照片傳回地球后，蘇聯科研人員通過分析月球3號傳回的月球背面照片發現，月球背面主要是丘陵、高地和山脈，大面積的“月海”只有2個，在照片上顯示為兩個較為黑暗的月球表面陰暗區，而且月球背面的顏色相較于正面稍紅一些。由于是人類首次發現，蘇聯搶先將2個面積較大的“月海”分別命名為莫斯科海和夢海。這些照片經過簡單修飾后，其中一些刊登在蘇聯《真理報》上向世界公開發表，隨即在全世界引起了巨大轟動。
1960年，蘇聯科學院根據月球3號獲得的科學數據，發布了該院據此編制的人類第一本月球圖冊和月球圖，并于1961年向世界發布了新的月球儀。月球3號的成功讓時任蘇聯領導人的赫魯曉夫興奮不已。1960年，他受邀訪問法國時，向當時的法國總統夏爾·戴高樂贈送了一臺月球3號的模型，借此向西方國家展示蘇聯強大的航天科技力量。2019年10月，俄羅斯國家科技文獻檔案館向俄羅斯媒體提供了一批月球3號在60年前拍攝的月球背面的照片后，很多關于該探測器的信息才公之于眾。
相關計劃
參考資料：
參考資料 >
Luna 3.NASA.2024-03-09
Спутник-3.cosmosplanet.2024-03-09
回眸 | 1959年10月4日，月球三號揭開月球背面的秘密.澎湃新聞.2024-03-09