歐美一些國家，已經捷足先登。我們將迎頭趕超，中國有句古話，好飯不怕晚！雖然我們啟動時間上，確實晚於歐美，技術上也落後不少。但是，我們並不是與歐美一爭高下，我們要的是紮實的基礎建設，穩紮穩打地走好每一步。畢竟，我們確實起步較晚，需要籌備的工作較多。因此，我們還是按照我國探月的既定方案，紮紮實實地做好每一步計劃任務。2007年10月24日18時05分，嫦娥一號在西昌衛星發射中心升空，正式拉開了中國探月工程的序幕。這也標誌著，我國位列全球第五位，繼俄羅斯、美國、日本和歐洲之後，獨立發射月球探測器的國家。嫦娥一號和嫦娥二號的任務是完成月球的詳查拍照，對月球表面進行探測，對月表月貌形態進行分析研究。
為什麼在這個時間發射呢？因為這個時間段，是最佳的火箭發射視窗期，發射嫦娥一號探測器，需要使用火箭把探測器送入地球軌道。然後，探測器再利用自身的推力，把自己送到月球的軌道附近，被月球軌道成功捕獲。那麼火箭在發射時，就要選擇良好的發射視窗，也就是運載火箭發射的時間範圍，視窗寬度有寬有窄，寬的以天計算，窄的只有幾十秒鐘，甚至為零。最佳的發射視窗，首先必須在地球與月球處於相對位置的時區內，地球與月球之間的位置在不停地變化，如果錯過這個時段，發射視窗和飛行路線也將隨之改變。“嫦娥一號”採用“零視窗”的發射方案，即在預先計算好的發射時間段內火箭分秒不差地點火升空。不但，能保證火箭發射任務的成功率，還能最大限度地節省火箭燃料的消耗。
我們平時仰望的星空，總是感嘆！一輪明月照九州，神話傳說浮心頭，圓如銀盤彎似鉤，千百年來難相守。嫦娥一號是我國誕生的第一顆探月衛星，它攜帶X射線譜儀、CCD立體相機、紫外敏感器、星敏感器、微波定標天線、微波觀測天線、S頻段全向天線等。航天專家經過多倫的方案篩選，最終選定用成熟的衛星平臺，再裝上環月飛行所必需的裝置，滿足在短時間內，以較低的成本實現這一目標。當然，面對衛星的設計，航天科學家們，必須解決六大科學難題。下面我們來詳細說明：
第一難題：面對衛星平臺的研製與選型，由於嫦娥一號探測器，在奔月途中，需要進行多次變軌，所以嫦娥一號就必須具備，足夠的軌道變換能力。嫦娥一號繞月探測衛星，只能借鑑成熟的東方紅三號衛星平臺為基礎，進行研製與適應性改造。最終採用立方體造型，這樣可以在立方體的多面上，安裝更多的探測儀器，另外對稱的兩側，可以各有一個太陽翼，為嫦娥一號上的儀器，提供更好的用電保障，在繞月探測的過程中，至少健康的工作1年時間。
第二難題：解決探測器三體定向的問題，一般的人造地球衛星只需同時進行兩體定向，即衛星上的太陽翼對準太陽，以保證獲取足夠的光照，併產生更多的電能，而衛星上的有效載荷則對準地球，以完成遙感或通訊任務。但嫦娥一號的探測目標是月球，不僅要保證，攜帶的科學儀器對準月球進行探測，雙側的太陽翼，還要對準太陽，保證有足夠的電能，為載荷儀器提供電力保障。同時還要將衛星的定向天線對準地球，從而使嫦娥一號探測器，在限定時間內，把自身工作狀態資訊和科學儀器的探測結果，及時發回地球。
第三難題：紫外敏感器工作狀態，由於月球沒有大氣層，月面不可能存在穩定的紅外輻射帶。地球上的紅外敏感器，不適用於月球。對月面不同物質、不同地形的反射特性進行分析後發現，月球具有穩定的紫外線輻射。因此，嫦娥一號採用紫外敏感器，對月球進行探測。所以，必須根據月球自身的條件。為人月球探測器，研製出了月球紫外敏感器，利用探測紫外光譜來獲得月面資訊，經過進一步處理可以得到探測衛星的狀態資料。
第四難題：探測器的進熱控設計，一般地球衛星內部的溫度保持在-10℃至45℃的範圍內即可。月球的環境與地球環境差異巨大，由於月球表面不存在大氣層，且受太陽的影響較大，表面溫度變化極大，有太陽照射時月面溫度可達130℃，而此時的背陰面溫度卻低至-190℃，所以“嫦娥一號”奔月和繞月飛行的過程中會受到太陽、月球等影響，外部環境非常複雜。“嫦娥一號”上搭載了許多有特殊熱控要求的儀器，對熱控制的要求極高，為了保證各探測儀器工作正常，我們專門為“嫦娥一號”量身定製了一套“冬暖夏涼”的“保溫服”，即特殊的新型熱控分系統，可實現熱環境下散熱、冷環境下保暖。
第五難題：應對月食階段的難題，月食是射向月球的光線被地球擋住時發生的現象，當“嫦娥一號”進入月食範圍內時，太陽翼無法供電，只能由蓄電池單獨供電，同時衛星溫度會迅速下降。“嫦娥一號”衛星的設計壽命是1年，在壽命期內，它不可避免要經歷兩次月食，每次月食持續的時間是3小時左右。為了解決月食對“嫦娥一號”的影響，進入月影時，各分系統都設定了最小工作模式，以減少電能損耗；出月影時，在功率許可的情況下，地面控制人員需調高熱控分系統的補償加熱功率，保證“嫦娥一號”儘快升溫。
第六難題：地月軌道設計，地球以29.79千米/秒的速度繞著太陽公轉，地球上的生物之所以沒有被甩向太空，是因為地球引力的作用。但是，地球引力也成了我們探測月球，首先要克服的一大難題。月球距離地球的平均距離約38萬千米，“嫦娥一號”要飛向遙遠的月球，成為繞月飛行的月球衛星，必須用大推力運載火箭，從地表加速擺脫地球引力。到達月球附近後，利用航天器自身的發動機，返向工作以降低相對速度，進入月球軌道，開始繞月飛行。
綜合考慮地球引力、月球引力、經濟性等約束條件，我國探月工程最終選擇“長征三號甲”運載火箭作為“嫦娥一號”的運載火箭。“嫦娥一號”設計的奔月之路分為4個階段，即停泊軌道段、地月轉移軌道段、月球捕獲軌道段和環月長期執行軌道段。停泊軌道是按中心體不同，分為地球停泊軌道、月球停泊軌道和行星停泊軌道。地球停泊軌道是發射月球探測器、登月載人飛船、空間探測器和離地球較遠的人造地球衛星的一個階段，用於選擇進入過渡軌道的入軌點，以彌補地面發射場地理位置固定的缺點，滿足過渡軌道的要求。月球和行星停泊軌道用於選擇進入軌道的起點，以保證航天器降落在天體表面的指定地區。
嫦娥一號的停泊軌道，是在進入最終地月轉移軌道前，所採用的臨時性的軌道。“長征三號甲”運載火箭，所提供的是近地點200千米、遠地點51000千米的大橢圓形軌道，而地月之間的平均距離，約384000千米，為了將衛星送到這樣遠的距離，“嫦娥一號”在進入地月轉移軌道前，經歷了一段繞地球飛行的停泊軌道，衛星在停泊軌道上，利用自身的推進系統進行了3次近地點軌道機動，逐步抬高遠地點後進入地月轉移軌道。由於“嫦娥一號”第一次近地點變軌後，停泊軌道的週期為24小時的整數倍。因此，它的近地點每隔24小時，都會出現在中國上空。它多繞了3天，就相當於在原地等了3天，等待月球執行到一個最佳的位置上。這個軌道設計本身，就是為了增大實施地月轉移控制的保險係數。如果“嫦娥一號”提前1天發射，它在地月轉移軌道上多轉1圈，就可以在同樣的條件下奔向月球；如果推遲1天發射，只要在停泊軌道上少轉1圈就可以了。
長征三號甲運載火箭，圓滿完成了任務，把搭載的“嫦娥一號”衛星，精準地送入了預定軌道。接下來的任務，靠“嫦娥一號”自己去完成。中國航天曆次飛行控制任務，均屬於對繞地球飛行的衛星控制，最遠距離不過8萬千米。而“嫦娥一號”最遠的飛行距離，達到了41萬千米，這是一次漫長、艱險而又充滿挑戰的太空之旅。飛控中心的飛控團隊，竭盡全力在為它保駕護航。衛星從38萬千米外傳回的電磁訊號的強度只相當於近地軌道傳回訊號的百萬分之一。而且，“嫦娥一號”攜帶天線的最大發射功率只有20瓦，微弱的訊號混雜在各類空間複雜的電磁噪聲中，給測控裝置跟蹤和飛控任務帶來了很大困難。在當時的條件下，主要靠喀什12米測控站、青島10米測控站、聖地亞哥9米測控站及歐洲航天局國際聯網測控站完成飛控工作。為了提高測軌精度，飛控中心首次引入了甚長基線干涉測量技術測軌子系統。
“嫦娥一號”正式踏上奔月之路前，需要在地球停泊軌道進行4次軌道控制。第一次控制在遠地點點火，將近地點高度從約205千米抬高到600千米，並將近地點調整到國內測控區的上空，為後續“三級跳”3次近地點加速做好鋪墊。前兩次近地點調相控制先將遠地點高度由5.1萬千米抬高到7.2萬千米，再抬高到12.1萬千米，軌道週期由16小時調整到48小時，為地月轉移做好了準備。地月轉移軌道，就是衛星從地球向月球飛行的軌道。從理論上講，從地球到月球存在無數條可能的軌道，而其中消耗能量最小的軌道只有一條，軌道設計正是要找出這樣的最佳軌道。因此，“嫦娥一號”進入地月轉移軌道入口的時機以及運動狀態，特別是位置和速度等因素非常關鍵。如果時機不對，“嫦娥一號”將無法找到月球，從而不能和月球相會；如果速度過大，“嫦娥一號”也將錯過月球，無法進入月球引力作用的範圍；如果速度過小，“嫦娥一號”就會像中途拋錨的汽車，無法擺脫地球引力的束縛到達月球。
“嫦娥一號”每次遠地點的奔躍都在重新整理中國航天器的高度，也在使飛控人員的心跳加快。針對軌道控制發動機可能出現的故障，他們準備了多套應急預案。發動機未按時開機怎麼辦？發動機推力過大或過小怎麼辦？飛控人員要梳理這些故障發生的原因和衛星的控制邏輯，事前準備幾十組備用引數，一旦上述故障發生，及時選擇相應的引數上注，才能為衛星進入地月轉移軌道保駕護航。2007年10月31日17時25分，經過8圈的繞地飛行，“嫦娥一號”來到地月轉移軌道的入口，490牛發動機點火，783秒後，第三次近地點加速控制完成，“嫦娥一號”啟程飛向月球，114小時後到達。2007年11月4日，距離第一次近月制動只剩10小時，實時定軌的結果顯示，定軌誤差突然開始變大，軌道精確度下降。軌道確定是整個飛控的基礎，如果不能解決定軌問題，近月制動的精度便不能保證，難道“嫦娥一號”要迷失在太空中了嗎？我們下次繼續。
