在徘徊者之前，多数现在认可的航天技术都未经过测试。也许，其中最重要的是三轴状态的稳定性，意味着探测器相对于太空的位置是固定的，而不是靠着自转来稳定。这样能让巨大的太阳能板指向太阳，大的天线朝向地球，照相机和其它定向的科学传感器，都能适当的指向目标。在探测器上携带火箭燃料是另一项关键性的重要技术，需要足够精确才能抵达月球或遥远行星的目标。

另一方面，也发展出探测器和地面基地间的双向沟通和闭环追踪，和使用车载计算机和地面指令序列的整合，所有必须发展的技术都要在飞行中测试。不幸的是，早期版本发射探测器的问题，让徘徊者1号和徘徊者2号只能短暂地工作，不能在低地球轨道上稳定自己，以收集太阳能或活的久一点。徘徊者1号如预期进入泊车轨道，但爱琴娜上面级火箭重新点火进入更高轨道时失败。徘徊者2号被发射进入低地球泊车轨道后不能进入原先计划中的深太空轨道，结果滞留在低轨道，轨道衰减使得探测器重返地球的大气层。

在1962年，喷射推进实验室利用徘徊者1号和徘徊者2号设计出失败的水手1号和成功进入深空抵达金星的水手2号。

徘徊者模组1包含一个跨距1.5米的六角形基座，其上有一座以铝支撑著，高4米高的圆锥形塔，两个太阳能板从基座向两端延伸，从尖端至尖端的长度是5.2米，高增益定向天线联接在底部的基座上，探测器的实验设备和其他装备都安置在基座与塔内。探测器的仪器包括莱曼α望远镜、铷-蒸气磁强计、静电分析仪、介质-能量范围粒子探测器、两架三耦合望远镜、宇宙射线集成电离室、宇宙尘探测器和太阳的X射线闪烁计数器。

通信系统包括高增益天线、全方位中增益天线和两个转换器，一个在960.1MHz的输出功率为0.25W，另一个在960.05MHz的输出功率为3W。电力由两个太阳能板上的8680个太阳能电池，一个57千克重的银-锌电池，和一些实验用的小电池供应。姿态控制由一个固态定时器、太阳和地球传感器及抛射和转动的喷嘴来控制。温度是被动的由表面抛光、镀金和涂上油漆的铝板来调整。

模组2包括徘徊者3号（1962年1月26日发射）、徘徊者4号（1962年4月23日发射）和徘徊者5号（1962年10月18日发射）

模组2的3艘重331千克的探测器都在1962年发射前往月球，希望在低速撞击月球表面下仍能存活。这三次发射证明擎天神-爱琴娜B是性能良好的探测器发射载具，但不幸的是并非所有的设备都是如此。徘徊者3号发射进入深太空，但是一个不正确的延迟过程，使他完全错过了月球。徘徊者4号有完美的发射，但是探测器完全不能运作。专案团队追踪到地震仪胶囊撞击到月球背面释放出的信号，验证了通讯及导航系统。徘徊者5号不仅错过了月球，也不能运作。从这些任务中没有获得重大的科学资讯。

回顾模组2的结果，发现在之前的任务中使用的一种二极管在太空的条件中有金板剥离的问题，这可能是导致失败的主因。

徘徊者模组2的基本重量是331千克，高3.1米，并且包含以巴尔沙木包覆，直径650毫米的撞击-限制月球胶囊，推力为5080磅（22.6千牛顿）的单发动机中继推进器，和直径1.5米、镀金与铬的六角形基板。一个大型的高增益碟形天线连接在基部，两个像翼状的太阳电池板（翼展5.2米），如同早期部署的一样也连接在基部。电力由包含8680个太阳电池的太阳能板供应，并为重量11.5千克、蓄电量1Kwh的发射和备份的银锌电池充电。探测器由固态电脑和一序列由地球-控制的指令系统控制，姿态控制由太阳和地球传感器、陀螺仪和抛射和转动的喷嘴来控制。太空船上的遥测系统包含两个960MHz，一个输出功率是3瓦，另一个是50毫瓦的传输器，和高增益天线和全方位天线。白色油漆和镀金与铬的板子和装置在表面镀银塑胶板内的可再发动火箭提供温度的控制。

实验的装置包括：

（1）光导摄像管电视摄影机，使用一种扫描机制，每10秒钟就能完成一幅完整的图像

（2）装在1.8米长悬臂上的γ射线光谱仪

（3）雷达测高仪

（4）以粗糙的登陆方式在月球表面上使用的测震仪

测震仪与放大器一起包装在月球胶囊内，一个50毫瓦的传送器，电压控制、旋转天线和6颗银-镉电池，可以让月球胶囊的传送器持续运作30天，所有的设计都能承受130至160千米（80至100英里）的时速。雷达测高仪使用反射波来测量，但也被设计成和胶囊分离时和火箭再点燃时被启动。

模组3包括徘徊者6号（1964年1月30日发射）、徘徊者7号（1964年7月28日发射）、徘徊者8号（1965年2月17日发射）和徘徊者9号（1965年3月21日发射）

徘徊者模组3在1964~65年具体的进行了4次发射。这些探测器值得夸耀的电视摄影机，在设计上能在接近月球时观察月球的表面。它们能详细的显示比地面望远镜看见的更小范围的细节，最佳的可以达到洗手槽的大小。这个新系列的第一艘，徘徊者6号有一次完美的飞行，只是电视摄影机因为飞行事故而不能使用，未能取得任何的图片。

后续的三艘徘徊者，使用重新设计的电视摄影机，获得完全的成功。徘徊者7号拍摄下的目标平原，位于哥白尼坑南方，很快的被命名为知海。1965年2月，徘徊者8号以倾斜的路径扫掠过风暴洋和云海，撞击在宁静海，该处是4年半之后阿波罗11号的登陆地点。它累积的影像超过7000张，覆盖得更广泛的区域和加强了徘徊者7号的结论。大约一个月之后，徘徊者9号降落在直径90公里的阿方萨斯坑。它的5800张影像，利用低角度阳光的长处和同轴嵌套，提供火山口对火山口的强烈对比，有效的呈现月球表面高低起伏的轮廓。

因此，长期以来的困扰给了系统工程师大量的启发和教导，但科学家获得的很少，徘徊者计划的最后三次航程，给了他们极欲一见的影像，增进了月球科学家大量有关月球表面的知识。

徘徊者模组3形式探测器有一个直径1.5米的六角形基座，在上面有推进器和动力系统，还有一座截去尖端以安放电视摄影机的圆锥形塔。两个翼状的太阳能板，每个宽379毫米、长1537毫米，由基做相对的两侧向外扩展，跨度为4.6米，一个定向的抛物面的高增益天线被安装在基座上远离太阳能板的一个角上。一个圆柱状的准静态无定向的低增益天线被安置在锥形塔的顶端。探测器整体的高度是3.6米。

在中途修正与校正航向的推进器以肼为燃料，推力为224牛顿，由4片喷流叶片进行向量控制。三轴的定位指向和姿态控制以12个氮气喷嘴与3个陀螺仪耦合。装有4个主要的太阳传感器、2个备用的太阳传感器，和一个地球传感器。动力由两片在太阳能板上，阵列面积为2.3平方米的9792个太阳电池供应，产生的动力为200瓦。两个功率为1200瓦-小时，电压26.5伏特的银锌-氧电池可以单独提供分离的通信与电视摄影机的机组运作9小时，两个1千瓦-小时的银锌氧蓄电池储存探测器运作所需要的电力。

模组3的探测器携带173千克重的电视单位（取代了模组2徘徊者探测器的登月胶囊），并且为了避免污染月球表面而做了消毒的处理。这六架摄影机包括三架广角全景（F频道A摄影机和P频道P3、P4摄影机），和三架窄视野（F频道B摄影机和P频道P1、P2摄影机）。这套摄影系统可以提供范围从6.4千米至1448千米的高分辨率照片以支援阿波罗计划。

通讯可以经由准静态无定向的低增益天线和抛物面的高增益天线。探测器的传输器包括在959.52MHz的电视频道F（功率60瓦），和在960.05MHz的电视频道P（功率60瓦），还有在960.58上的频道8（功率3瓦）传输器。电讯设备将照像图片的讯号转换为视讯的RF讯号后，由探测器的高增益天线依序传送。足够的视频带宽使窄视野和广角的电视图片影像都可以快速地传送。