Аппарат «Рейнджер» («Скиталец»), предназначенный для фотографирования Луны на подлете, в развернутом положении имеет высоту 3,12 метра и максимальный поперечный размер 4,47 метра.
Аппарат оборудован следующими системами и устройствами: двигательной установкой, системой ориентации, телевизионной системой, радио- и телеметрической аппаратурой, системой электропитания (аккумуляторная батарея и панель с солнечными элементами).
Бортовая двигательная установка предназначена для коррекции траектории аппарата на среднем участке полета. Для управления вектором тяги служат четыре газовых руля.
В системе ориентации аппарата используются три гироскопа, шесть солнечных датчиков и один датчик направления на Землю. Исполнительными органами системы ориентации служат реактивные управляющие сопла, работающие на сжатом азоте.
Для передачи телевизионных изображений установлено два передатчика, а для приема команд и передачи телеметрической информации – бортовой приемо-передатчик.
Телеметрическая информация поступает от датчиков, измеряющих 200 различных параметров.
На аппарате установлено шесть телевизионных камер, оптические оси которых расположены под небольшим углом друг к другу, чтобы обеспечить частичное перекрытие изображений. Камеры скомпонованы в два независимых комплекта, каждый из которых имеет свой передатчик и свою серебряно-цинковую батарею. В первый комплект входят две камеры, а во второй – четыре, причем эти камеры передают изображение центральной части того участка поверхности Луны, который попадает в кадр камер первого комплекта.
Отсек аппарата, где размещаются телевизионные камеры, закрыт кожухом, имеющим форму усеченного конуса.
Аппараты «Рейнджер» запускались двухступенчатой ракетой «Атлас-Аджена».
К моменту отделения от второй ступени аппарату придавалась необходимая скорость (около 11 километров в секунду).
Через час после старта с помощью солнечных датчиков панели с солнечными элементами ориентировались на Солнце, и питание от аккумуляторных батарей переключалось на солнечные элементы. Затем включался датчик направления на Землю, и после соответствующего поворота аппарата заканчивалась его ориентация.
Примерно через 15 часов после старта включалась двигательная установка для коррекции траектории с целью обеспечения попадания аппарата в заранее выбранное место на поверхности Луны.
За 20 минут до встречи с Луной на аппарате по команде с Земли включались телевизионные камеры.
После сеанса фотографирования, при ударе о поверхность Луны, аппарат разбивался.
Первый аппарат «Сервейер» («Наблюдатель») для изучения Луны непосредственно с ее поверхности совершил мягкую посадку на лунную поверхность через 4 месяца после станции «Луна-9».
Космический аппарат «Сервейер» в сложенном положении устанавливается на ракете-носителе «Атлас Кентавр» и закрывается носовым обтекателем.
Каркас станции выполнен в виде усеченной трехгранной пирамиды из тонкостенных алюминиевых труб. На каркасе монтируется оборудование и системы, обеспечившие полет на Луну и мягкую посадку станции: системы управления полетом, связи и ориентации станции, три верньерных жидкостно-реактивных двигателя (ЖРД), тормозной ракетный двигатель твердого топлива (РДТТ), источники электропитания и телевизионная камера.
К верхней части каркаса крепится мачта, на которой расположены плоская направленная антенна и панель солнечных элементов. Антенна и панель солнечных элементов могут вращаться в любом направлении, что дает возможность ориентировать антенну на Землю, а панель солнечных элементов на Солнце.
На нижнем основании каркаса станции закреплено трехстоечное амортизирующее посадочное устройство.
На концах убирающихся штанг, шарнирно прикрепленных к раме, установлены всенаправленные конические антенны.
Чувствительная электронная аппаратура размещена в двух контейнерах. Температура в контейнерах регулируется с помощью активной системы терморегулирования. Пассивное терморегулирование остального оборудования, установленного вне контейнеров, осуществляется путем выбора соответствующего цвета и полировки поверхностей.
Силовая установка состоит из трех верньерных ЖРД и одного тормозного РДТТ. Верньерные двигатели используются для коррекции скорости на среднем участке траектории и для осуществления мягкой посадки на поверхность Луны.
Тормозной пороховой двигатель (РДТТ) установлен в Центре тяжести корпуса. Он гасит основную часть скорости аппарата при подлете к Луне. Крепление двигателя осуществлено взрывными болтами для сброса его после окончания работы.