Когда НАСА приступила к разработке программы «Аполлон», во время которой астронавты должны были высадиться на Луну, никто еще не был уверен, как произвести саму высадку.
Многие нюансы еще не были изучены. Например, отсутствовала подробная информация о поверхности Луны, возможности мягкой посадки на спутнике, данные про полезную нагрузку космического аппарата. Для того, чтобы собрать эти данные, НАСА запустила программу «Сервейер» в ходе которой планировалось произвести серию мягких посадок беспилотного аппарата, чтобы собрать нужную информацию касаемо высадки людей на поверхность.
«Сервейер 3» стал вторым успешно приземлившимся аппаратом в ходе этой программы и единственным, чьи обломки были обнаружены людьми: его куски были найдены экипажем «Аполлона-12». Программа «Сервейер» преследовала три цели: разработать и утвердить технологию мягкой посадки для «Аполлона», собрать данные о функциональности лунного модуля «Аполлона» в окружающей среде, наконец, приумножить знания НАСА о лунной поверхности в целом. Существовали и второстепенные цели, например фотографирование Луны, которое помогло бы ученым выбрать подходящие места посадки в ходе пилотируемых полетов.
Космический корабль «Сервейер 3» имел стандартную конструкцию. Основная часть - в ней располагалась силовая установка, полезный груз, системы управления полетом и связью, - была оборудована тремя посадочными ногами с амортизаторами и широкими опорными частями. Весь посадочный модуль был чуть выше 3 метров и весил немногим больше одной тонны. После использования топлива за счет работы тормозных двигателей при приземлении вес аппарата уменьшился до 300 килограмм.
Во время миссии «Сервейера 3» в первоначальные цели проекта было внесено несколько изменений. В отличие от двух предыдущих аппаратов третий был оснащен телекамерой, инструментами для изучения грунта, измерения температуры и отражательных способностей поверхности. После посадки аппарат должен был начать трансляцию изображения на Землю и произвести необходимые замеры.
НАСА произвела запуск «Сервейера 3» с космического центра имени Кеннеди 17 апреля 1967 года при помощи ракеты-носителя «Атлас-Центавр». После краткой остановки на околоземной орбите ракета была перезапущена, чтобы доставить космический корабль на Луну, куда он и прибыл через 3 дня, 20 апреля. В 75 километрах от поверхности при скорости 2625 метров в секунду были запущены тормозные двигатели, которые замедлили скорость корабля до 140 метров в секунду. Дальнейший спуск проводился при помощи допплеровских радаров и радиовысотомеров.
За несколько секунд до приземления радары перестали работать из-за сильных помех, исходящих от места посадки. Система наведения перешла в инерциальный режим, окончательно аппарат смог прилуниться лишь с третьего раза, остановившись на 14-градусном склоне одного из кратеров в Океане Бурь. В течение часа «Сервейером были сделаны первые снимки, а через два дня были взяты пробы грунта.
Работа «Сервейера 3» длилась на протяжении полного лунного дня (две земные недели), во время лунного заката 3 мая 1967 года связь с аппаратом была прервана, и по окончании лунной ночи так и не была восстановлена. За время миссии аппарат провел 18 часов 22 минуты, копая небольшие борозды для исследования грунта, а так же сделал 6326 снимков. Кроме того, аппарат собрал множество новых данных о плотности, текстуре и структуре лунной поверхности.
Однако после потери связи с «Сервейером 3» его история не закончилась. 19 ноября 1969 года «Аполлон – 12», проявив поразительную точность для второй пилотируемой миссии, приземлился менее чем в 200 метрах от «Сервейера». Аппарат был посещен командиром Питом Конрадом и пилотом Элом Бином во время второго выхода на поверхность. Они обследовали «Сервейер 3» и место его посадки, а после сняли с него около 10 килограммов оборудования, которое было возвращено на Землю. Среди этих частей была телевизионная камера, которая ныне экспонируется в Национальном музее авиации и космонавтики Смитсоновского института в Вашингтоне.
В целом программа «Сервейер» включала в себя семь запусков беспилотных аппаратов на Луну и обошлась в 469 миллионов долларов. В ходе программы было собрано огромное количество ценных данных, которые сыграли важную роль при осуществлении программы «Аполлон». Миссии «Сервейера 3» и «Аполлона 12» были признаны НАСА полностью успешными.
