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來源：互聯網

嫦娥一號（英文名：常姓'e-1）以中國古代神話人物嫦娥命名，是中國首顆月球探測器，由中國空間技術研究院研制。整體重量為2350千克，自身重量1150千克，設計工作壽命為一年，本體為一個2米×1.72米×2.2米的六面體，兩側各裝有一個大型展開式太陽電池翼。共攜帶8種科學儀器，用于獲取月球表面三維立體圖像，探測月表不同物質的化學元素和地月空間環境，首次用微波探測儀測量月壤的厚度。

嫦娥一號的研制分為初樣階段和正樣階段，2004年立項之后，用兩年時間完成初樣研制，2005年12月轉入正樣研制。嫦娥一號于2007年10月24日搭乘長征三號甲在西昌衛星發射中心發射升空；經過14天的飛行，11月7日進入200公里環月軌道；2008年7月1日完成全月球影像數據的獲取；10月24日在軌成功運行滿一年；2009年3月1日受控撞擊在月球豐富海區域。任務期間，嫦娥一號獲得了120m分辨率全月球影像圖、三維月球地形圖，探明了14種有用元素在全月球上的含量與分布特征，獲取大量科學數據，驗證并補充了國際其他國家研究成果。

嫦娥一號任務的成功實施，標志著中國進入世界深空探測俱樂部，這也成為中國航天事業繼人造衛星和載人航天之后第三個具有里程碑意義的成就，突破了一大批具有自主知識產權的核心技術和關鍵技術。

研發歷程

研發背景

1994年，中國科學家開始進行探月活動必要性和可行性研究。2000年8月，由王大珩等9位院士和總裝備部、航天科技集團、科技部、中科院和高等院校專家組成的評審組成立，對中國科學院提出的“月球資源探測衛星的科學目標與有效載荷”進行了論證評審。2000年11月22日，中國政府首次公布的航天白皮書《中國的航天》，明確了“開展以月球探測為主的深空探測的預先研究”。2001年，由中國科學院相關單位組成的專家研究小組成立，有效載荷等關鍵技術的攻關和地面應用系統等的研究工作開始展開；10月，中國月球探測計劃項目立項。2002年3月，“月球資源探測衛星工程可行性”的立項報告提交。

2004年1月23日，中國繞月探測工程獲批準立項。依據分步實施、不斷跨越的原則，無人探月工程按照“繞、落、回”三步走。第一步為繞月探測，即在2004-2007年研制、發射繞月探測器。這一階段要突破地月飛行、遠距離測控和通信、繞月飛行、月球遙測與分析等技術，并建立了中國月球探測航天工程初步系統。第二步為落月探測，即在2007-2013年研制和發射落月探測器。這一階段將主要突破月球軟著陸、自動巡視勘察、深空測控通信、月夜生存等關鍵技術，為以后建立月球基地的選址提供月面的化學和物理參數。第三步為采樣返回探測，即在2013-2020年研制和發射采樣返回器到月球表面特定區域進行分析采樣，然后將月球樣品帶回地球進行詳細研究。

2004年2月25日，中華人民共和國國防科學技術工業委員會召開繞月探測工程領導小組第一次會議，探月工程被正式命名為“嫦娥工程”，第一顆繞月探測衛星被命名為嫦娥一號。中國探月工程用“嫦娥奔月”神話傳說中的人物來命名，弘揚了中國傳統文化，表達了中國人“奔月”的決心。

研發過程

2004年4月30日，嫦娥一號通過初樣詳細設計評審，轉入初樣研制階段。

2005年11月，嫦娥一號完成初樣研制工作，明確了正樣產品的技術狀態。12月，嫦娥一號通過整星正樣設計評審，衛星轉入正樣研制階段。

2007年1月19日，嫦娥一號通過中華人民共和國國防科學技術工業委員會月球探測工程中心和中國航天科技集團組織的整星出廠評審，準備出場；2月，嫦娥一號衛星的發射窗口確定調整為2007年10月；8月，嫦娥一號再次待命進場。

2007年10月13日，嫦娥一號模型在深圳舉行的第九屆中國國際高新技術成果交易會上首次公開亮相。

主要任務

獲取月球表面三維影像。利用CCD相機結合激光高度計獲取月球表面三維影像，精細劃分月球表面的基本構造和地貌單元，進行月球表面撞擊坑形態、大小、分布、密度等的研究，初步編制月球三維地形圖、地質圖和構造綱要圖，劃分月球斷裂和環形影像綱要圖，為類地行星表面年齡的劃分和早期演化歷史研究提供基本數據，顯著推動了月球演化歷史研究，并為月面軟著陸區選址和月球基地位置優選提供基礎資料。分析月球表面元素含量和物質類型分布。通過γ/X射線譜儀和干涉程序光譜儀分析月球表面有用元素含量和不同物質類型的分布特點，為研究月球形成和演化歷史、起源方式提供直接和有效的證據，為未來開發和利用月球資源提供依據。探測月壤特性。利用微波輻射計探測月壤厚度及其分布，分析月壤成熟度與表面年齡的關系，概略估算月球表面氦-3的資源量。探測地月空間環境。利用太陽高能粒子探測器、太陽風低能離子探測器探測太陽宇宙線高能帶電粒子和太陽風等離子體，研究太陽風和月球的相互作用，深入認識空間物理現象對地球空間以及對月球空間的影響。

技術特點

結構組成

嫦娥一號整體重量為2350千克，自身重量1150千克，設計工作壽命為一年，運行在距月球表面200千米高的極月圓軌道上。外形與東方紅三號衛星相似，本體為一個2米×1.72米×2.2米的六面體，兩側各裝有一個大型展開式太陽電池翼，當兩側太陽翼完全展開后，最大跨度可以達到18.1米。

嫦娥一號的總體設計是在東方紅三號衛星平臺，以及資源一號和資源二號遙感衛星的基礎上綜合形成的。它與東方紅三號衛星在外觀上非常相似，包括結構尺寸、外形和太陽翼等方面。由于嫦娥一號的任務需求不同，星表上安裝的一些儀器設備與東方紅三號衛星有所差異。嫦娥一號的結構和推進系統都是繼承了東方紅三號衛星平臺的成熟技術。這種繼承和借鑒使得嫦娥一號能夠借助東方紅三號衛星平臺的軌道機動能力，順利完成奔月和環月的制動任務。

基本參數

搭載樂曲

嫦娥一號搭載32首歌曲奔向月球，其中包括30首中國經典歌曲和兩首特別選用曲目：《國歌》《東方紅》。這30首曲目是：《誰不說俺家鄉好》《愛我中華》《歌唱祖國》《梁山伯與祝英臺》《我的祖國》《走進新時代》《二泉映月》《黃河頌》《青藏高原》《長江之歌》《在希望的田野上》《春天的故事》《七子之歌》《我的中國心》《高山流水》《草原上升起不落的太陽》《阿里山姑娘》《貴妃醉酒》《難忘今宵》《歌聲與微笑》《春節序曲》《半個月亮爬上來》《游園驚夢》《富饒遼闊的阿拉善》《良宵》《十二木卡姆選曲》《東方之珠》《在那遙遠的地方》《我是中國人》《但愿人長久》。

科學儀器

嫦娥一號共攜帶了8種有效載荷，總計24臺件，重130千克，包括：CCD立體相機、激光高度計、X射線譜儀，γ射線譜儀、干涉成像光譜儀、微波探測儀、高能粒子探測器和太陽風離子探測器。

CCD立體相機

CCD立體相機由中國科學院西安光學精密機械研究所研制，用于獲取月表同一目標星下點、前視17°、后視17°三幅二維原始數據圖像，經輻射定標，重構月表三維立體影像。中國首幅月圖即由嫦娥一號搭載的CCD立體相機采用線陣推掃的方式獲取，軌道高度約200公里，每一軌的月面幅寬60公里，像元分辨率120米。

激光高度計

激光高度計是中國第一套具有自主知識產權的星載激光器，由中國科學院上海技術物理研究所（上海技物所）、中國科學院上海光學精密機械研究所（上海光機所）共同研制。激光高度計的主要功能是精確測量月球表面的三維數字高程信息。它與嫦娥一號上的CCD立體相機配合使用，可以獲得更清晰的月球立體圖像，并探測月球兩極地區的表面特征，為探測月球上可能存在的水提供科學依據。激光高度計的工作原理是通過星上激光高度計測量衛星到星下點月球表面的距離，為光學成像探測系統的立體成圖提供修正參數；并通過地面應用系統將距離數據與衛星軌道參數、地月坐標關系進行綜合數據處理，用以獲取衛星星下點月表地形高度數據。

X射線譜儀

X射線譜儀由中國科學院高能物理研究所研制，用于探測月表不同元素或天然放射物質發生的特征X射線，獲得不同能段X射線的能譜。X射線譜儀由X射線譜儀探測器、太陽監測器和電控箱三部分構成，主探測器采用Si-PIN組成半導體探測器陣列，在1keV～60keV能區，實現對全月面成像觀測，即得到X射線月貌圖。

γ射線譜儀

γ射線譜儀由中國科學院紫金山天文臺研制，口徑約為20厘米，長約40厘米，重約30公斤。用于獲取全月表有用元素的豐度與分布，進而分析各元素和物質類型的富集區域和分布特點等。通過取CE1-GRS數據中相互正交的譜線主成分，分析月表各區域對應譜線的低序層譜線中的峰信號，鑒別各峰信號對應的能量值是否等于特定元素的特征γ射線能量來確定月表各區域的元素種類，能夠識別出的月表可能元素包括U、Th、K、Fe、Ti、Si、O、Al、Mg、Ca和Na等11種元素。

干涉成像光譜儀

干涉成像光譜儀用于探測月表礦物元素分布情況。工作原理是將空間同一點發出的一束光分成兩束，經空間不同傳播途徑后又會合在一起，兩束光經過的光程不同將產生干涉，可獲得物質的干涉曲線，經反演后得到物質的光譜曲線。主要技術指標：幅寬25.6km，月表像元分辨率200m，光譜范圍0.48-0.96um，譜段數為32。通過干涉成像光譜儀等探測設備對月球表面被觀測元素和礦物、巖石數據的處理，可了解它們在月球表面相應位置、類型、含量和分布，并利用探測的結果可以繪制各元素的全月球分布圖，發現月球表面資源富積區，為月球的開發利用提供有關資源分布的數據。

微波探測儀

微波探測儀用于探測月球表面月壤深度。工作原理是利用不同頻段微波在月壤中穿透深度不同的特點，通過對月壤特定頻段微波輻射亮溫的測量，反演出月表不同地區月壤厚度信息。嫦娥一號搭載的微波輻射計使用了四個波段，由于不同的波長的微波在月壤里面穿透的深度不一樣，通過四個波段的探測可以獲取更加豐富的月球表面月壤微波反射參數，用以更加準確地評估月表月壤的深度。這是世界上首次采用微波遙感手段對月球進行探測。

太陽高能粒子探測器

高能粒子探測器用于探測近月軌道上太陽高能粒子情況。太陽高能粒子探測器探測的主要對象是以不同形式來自太陽的帶電粒子，如太陽宇宙線、太陽粒子事件等。儀器的探測內容為質子、電子、重離子的方向通量以及質子的能譜。通過探測帶電粒子的通量，可以得到粒子的空間分布以及粒子在空間的運動規律等信息。

太陽風離子探測器

太陽風離子探測器用于探測原始太陽風等離子的能譜，包括太陽風的體速度、離子溫度等。嫦娥一號太陽風離子探測器對月球軌道空間環境進行了探測。對這些數據的分析和對比研究，對豐富太陽輻射及其與地球磁場和行星（月球）的認識具有特殊的意義。

技術創新

軌道設計

嫦娥一號的奔月軌道由中國空間技術研究院、南京紫金山天文臺、南京大學的專家們聯合設計，綜合考慮了經濟性和可靠性，展現了中國科學家獨具匠心的設計。為了降低成本，衛星首先被長征三號甲發射到成本較低的近地軌道，然后通過衛星自身的機動能力，實現飛向月球的目標。在軌道設計中，還考慮了發射窗口和奔月窗口的選擇。由于從地球軌道飛向月球的機會每月只出現一次，具有相對唯一性。為了確保成功，衛星發射提前3天進行，讓衛星在地球軌道上等待奔月的時機，將每月一次的火箭發射窗口范圍擴展到3天內，使得每天都有機會進行發射。

姿態測量

由于月球沒有像地球一樣的紅外輻射，傳統的紅外敏感器無法用于嫦娥一號的姿態測量。為解決這一問題，中國空間技術研究院專門研制了紫外敏感器，以確保嫦娥一號能夠繞月工作。通過紫外敏感器，嫦娥一號可以無需地面站支持，直接獲得對月的俯仰角和滾動角，確定衛星是否平行于月面。紫外敏感器工作在紫外波段，能夠在各種月相下正常工作，包括新月、上弦月、滿月、下弦月，甚至在衛星上出現日全食時也能正常工作。

姿態控制

嫦娥一號采用三軸姿態穩定，即在環月飛行期間，衛星的姿態必須持續定向對準月球、地球和太陽這三個天體。各種探測器必須對準月面以完成科學任務；衛星的發射和接收天線必須對準地球，以將科學數據傳回地面進行研究；衛星的太陽能帆板必須對準太陽，以獲得所需的電力。一個飛行器同時進行3個方向的定向，在技術上難度很大。為了解決這個問題，嫦娥一號首次采用雙軸天線自主指向控制技術，使衛星上的天線可以自由地上下左右移動，從而實現在半球空間內的高精度指向和定位要求，從而具有對地球的跟蹤指向能力，將科學探測和遙測數據準確傳回地球，并降低通信天線的功耗。

溫度控制

嫦娥一號繞月飛行時，會受到太陽、月球、月球陰影、地球陰影和太空寒冷背景的影響，外部熱環境非常惡劣復雜，月球表面溫度變化劇烈，溫差變化在120至180攝氏度之間。因此需研制出同時適應地月轉移和月球環境的溫控系統，使嫦娥一號在熱的時候能夠散熱，寒冷環境下又能夠保證衛星溫度。在中國的繞月探測工程首次飛行任務中，月全食問題對嫦娥一號的飛行和探測構成了考驗。嫦娥一號在其一年的設計壽命期內要經歷兩次月食，每次月食的有效陰影時間約為3小時。月食對衛星的蓄電池組的低溫放電能力、溫度維持能力以及各設備的低溫耐受能力提出了更高的要求。月食是月球進入地球影子時發生的現象。當嫦娥一號穿過月食的有效陰影區時，會受到影響。首先，衛星的太陽能電池帆板無法接收陽光照射，引起衛星供電問題。其次，由于在月食陰影區沒有太陽照射，溫度急劇下降，而且由于供電能力不足，無法正常加熱，導致衛星內部設備溫度快速下降。此外，如果蓄電池無法維持足夠長的時間，由于電力問題，還可能產生其他影響。因此，在嫦娥一號衛星的設計中，科技人員充分考慮了月全食對衛星的不利影響，并采取相應措施來應對。

任務經過

發射升空

2007年10月24日18:03:30，長征三號甲火箭由地面供電轉為自身供電，3塊蓄電池分別裝在火箭儀器艙、三級尾艙、二級相間段；18時05分（北京時間），嫦娥一號搭乘長征三號甲在西昌衛星發射中心三號塔架點火發射。18時05分04秒，嫦娥一號升空。隨后，嫦娥一號進入近地點為205公里，遠地點為50930公里，周期為16小時的超地球同步軌道。

軌道變動

2007年10月25日17時55分，北京航天飛行控制中心對嫦娥一號發送第一次變軌指令，130秒后，嫦娥一號近地點高度由約200公里抬高到約600公里，變軌圓滿成功。這次變軌表明，嫦娥一號推進系統工作正常，也為隨后進行的3次近地點變軌奠定了基礎。

2007年10月26日17時33分，北京航天飛行控制中心對嫦娥一號發送第二次變軌指令，成功實施了第一次近地點變軌。嫦娥一號進入24小時周期軌道，遠地點高度由5萬多公里提高到7萬多公里。這次變軌，為嫦娥一號在預定時間到達設計的地月轉移入口點創造了條件。

2007年10月29日17時49分，嫦娥一號開始實施第二次近地點變軌，并于發動機點火12分鐘后變軌成功。這次近地點變軌是嫦娥一號在調相軌道段的第二次近地點加速，也是衛星入軌后的第三次變軌。變軌后，衛星將由24小時周期軌道轉入48小時周期軌道，遠地點高度將由7萬多公里提高到12萬多公里，這將突破中國航天測控最遠8萬公里的歷史紀錄。

2007年10月31日17時28分，嫦娥一號成功實施第三次近地點變軌，順利進入地月轉移軌道，開始飛向月球。這是嫦娥一號入軌后的第四次變軌。

近月制動

2007年11月5日11時37分，北京航天飛行控制中心對嫦娥一號成功實施了第一次近月制動，月球捕獲衛星。嫦娥一號順利進入環月軌道，成為中國第一顆月球衛星。這次近月制動成功，為嫦娥一號最終進入工作軌道進行科學探測活動奠定了堅實基礎。同時，也表明中國已具備對距地球38萬公里衛星進行精確測控的能力，標志中國航天測控水平有了新突破。

2007年11月6日11時35分，北京航天飛行控制中心對嫦娥一號成功實施了第二次近月制動，嫦娥一號順利進入周期為3.5小時的環月小橢圓軌道。此次近月制動主要目的是使嫦娥一號進一步降低飛行速度，使其進入“過渡”軌道，為衛星最終進入工作軌道作準備。

2007年11月7日8時35分，北京航天飛行控制中心對嫦娥一號成功實施了第三次近月制動，嫦娥一號從周期為3.5小時的環月小橢圓軌道調整為周期127分鐘、高度為200公里的極月圓軌道，正式進入科學探測的工作軌道。

在軌活動

2007年11月18日，嫦娥一號轉為對月定向姿態，11月20日開始傳回探測數據。

2007年11月26日至27日，嫦娥一號搭載的干涉成像光譜儀、太陽高能粒子探測器、太陽風離子探測器、微波探測儀、激光高度計、X射線譜儀和γ射線譜儀陸續開機工作，至此嫦娥一號上所搭載的八種科學探測儀器全部打開。

2008年2月21日，嫦娥一號經受首次月全食考驗，與地面中斷聯系近4個小時后恢復。

2008年8月17日，嫦娥一號經受第二次月食考驗，與地面失去聯系3小時后恢復。

2008年10月24日，嫦娥一號在軌成功運行滿一年，獲取了1.37TB的科學探測數據。

受控撞月

2009年3月1日16時13分10秒，嫦娥一號衛星在北京航天飛行控制中心科技人員的精確控制下，準確落于月球豐富海區域東經52.36度、南緯1.50度的預定撞擊點，完成了受控撞月，永久地留在了月球上，而月面也第一次留下了中國的印記。

主要成果

科研成果

嫦娥一號微波輻射計共獲取了1690軌探測數據，數據累積時間約2642小時，數據多次覆蓋了全月球表面。嫦娥微波數據包括四個頻率的微波輻射亮溫，是國際上首次采用被動微波遙感技術測量全月球微波輻射信息。通過這些數據，科學家能夠探測月壤的特性，并反演月壤的厚度。基于微波輻射計的探測數據，嫦娥一號首次反演出全球月壤平均厚度為5-10米，并據此估算全月球氦-3總資源量超過100萬噸。這項研究首次從科學層面證實了月球氦-3作為未來核聚變能源的巨大潛力，直接推動了21世紀國際月球資源探測的新一輪熱潮。

嫦娥一號衛星γ射線譜儀共獲取了1103軌有效探測數據，累計時間約2120.8小時。地面應用系統對伽馬射線數據進行了處理，解譯出鈾[yóu]（U）、釷[tǔ]（Th）、鉀（K）等3類元素全月球分布和含量，對鎂（Mg）、鋁（Al）、硅（Si）、鐵（Fe）、鈦（Ti）等元素區域含量與分布數據進行了解譯。

嫦娥一號攜帶的高能粒子和太陽風離子探測器對月球軌道空間環境進行了探測，其中高能粒子探測器共獲取了1846軌有效探測數據，累積時間為2868.5小時；太陽風離子探測器獲取了1815軌有效探測數據，累積時間為2852.3小時，其中約60%的軌數處于太陽風中。對這些數據的初步分析和對比研究，發現它們與地球磁場和月表帶電粒子之間相互作用過程中的一些獨特物理現象，對豐富太陽輻射及其與地球磁場和行星（月球）的相互作用具有特殊的意義。

嫦娥一號干涉成像光譜儀共獲得了706軌有效探測數據，覆蓋了月球南北緯70°以內84%的月表區域（相當于全月球的79%）。成像光譜儀數據的空間分辨率為200m，光譜范圍為480~960nm，共有32個譜段，光譜分辨率為7.6~29nm。獲得月表覆蓋范圍32個譜段的光譜分布圖，嫦娥一號成像光譜數據的譜段，遠比Clementine UVVIS光譜儀（5個光譜）多，且光譜分辨率高。

嫦娥一號衛星激光高度計獲得的月表測高數據為世界之最。利用激光測高數據制作的全月球數字高程模型，在精度和分辨率上達到國際先進水平。利用覆蓋嫦娥一號立體相機三線陣CCD數據，制作了全月球三維數字地形圖，在數據覆蓋范圍、平面定位與高程精度、空間分辨率等方面均明顯優于國際現有全月球數字地形產品，達到國際領先水平。

影像成果

2007年11月26日，國家航天局正式公布嫦娥一號傳回的第一幅月面圖像，這標志著中國首次月球探測工程取得圓滿成功。中國第一幅月面圖像共由19軌圖像制作而成，位于月表東經83度到東經57度，南緯70度到南緯54度，圖幅寬約280km，長約460km。

2008年1月31日，中華人民共和國國防科學技術工業委員會正式發布首幅由嫦娥一號拍攝的月球極區圖像，這是中國首次獲得此類圖像。

2008年11月12日，嫦娥一號拍攝的中原地區第一幅全月球影像圖發布，這是人類歷史上第一張包含了月球南北兩極完整的高精度月球表面影像圖，分辨率達到120米，是當時世界上公布的分辨率最高的全月圖。

獲得榮譽

2008年2月17日，嫦娥一號衛星研制開發團隊獲得“感動中國2007年度人物”特別獎。

媒體評價

嫦娥一號發射升空，使中國成為世界上為數不多的具有深空探測能力的國家。——《新聞聯播》

嫦娥一號任務的“完美”實施，標志著中國航天正式邁入深空探測新時代。——新華社

2007年10月24日，中國成功發射嫦娥一號衛星，實現了對月球全球性與綜合性環繞探測，完成了探月工程“繞、落、回”發展規劃的第一步。這是繼人造衛星、載人航天飛行取得成功后中國航天事業發展的又一座里程碑，開啟了中國人走向深空、探索宇宙奧秘的時代，標志著中國已經進入世界具有深空探測能力的國家行列。同時，中國首次月球探測工程的圓滿成功，是中國科技自主創新取得的標志性成果，是中華民族在攀登科技高峰征程上實現的又一重大跨越。——《人民日報》

嫦娥一號的成功運行，實現了中國千年的夢想，增強了國家的凝聚力，民族的自信心，它也證明了中國人有進入外層空間能力，同時還帶動了中國科學技術的發展。——吳偉仁（中國探月工程總設計師）

參考資料 >

.中國日報網.2023-05-17

中國探月工程概覽.國家航天局.2023-05-15

· “嫦娥一號”蓄勢待發.央廣網.2023-05-17

“嫦娥一號”衛星:中國首位“月球使者”.中國政府網.2023-05-15

中國空間技術研究院歡慶“嫦娥一號”成功入軌.搜狐網.2023-05-17

嫦娥一號衛星簡介.中國日報網.2023-05-05

2007年10月24日，我國成功發射嫦娥一號衛星.國家航天局.2023-05-12

從嫦娥一號到嫦娥五號，一文回顧中國的探月之旅.今日頭條.2023-04-30

聆聽“嫦娥”故事，領悟探月精神:嫦娥一號——中國航天第三個里程碑.國家國防科技工業局.2023-04-30

嫦娥四號完成第23月晝工作，嫦娥一號發射13周年.國家航天局.2023-05-12