2007年10月24日,我國(guó)第一個(gè)空間探測(cè)器暨月球探測(cè)器——嫦蛾一號(hào)繞月探測(cè)器由長(zhǎng)征三號(hào)甲火箭送入太空。它于2007年11月20日傳回所拍攝的第一幅月面圖像，從而豎起了繼東方紅一號(hào)人造地球衛(wèi)星、神舟五號(hào)載人飛船之后，我國(guó)航天的第三個(gè)里程碑。

嫦蛾一號(hào)繞月飛行示意圖

與大多數(shù)航天器一樣，嫦娥一號(hào)由衛(wèi)星平臺(tái)和有效載荷組成。它以東方紅三號(hào)人造地球衛(wèi)星平臺(tái)的結(jié)構(gòu)和推進(jìn)系統(tǒng)為基礎(chǔ)進(jìn)行研制，主要原因有三個(gè)：一是該平臺(tái)具有較大的有效載荷承載能力，其構(gòu)型布局能滿足月球探測(cè)有效載荷的需求；二是這個(gè)地球靜止軌道平臺(tái)的推進(jìn)系統(tǒng)可提供充足的軌道機(jī)動(dòng)能力，能滿足進(jìn)入超地球同步轉(zhuǎn)移軌道后多次變軌的軌道設(shè)計(jì)要求；三是它非常成熟和高度可靠，此前已成功用于研制10多顆衛(wèi)星，且具有充足的適應(yīng)性修改能力。

由于嫦娥一號(hào)主要用于對(duì)月球進(jìn)行遙感探測(cè)，所以它還充分繼承資源一號(hào)、二號(hào)對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星的現(xiàn)有成熟技術(shù)和產(chǎn)品，并進(jìn)行了適應(yīng)性改造，比原有人造地球衛(wèi)星平臺(tái)在軌道、測(cè)控、制導(dǎo)導(dǎo)航與控制系統(tǒng)、熱控分系統(tǒng)等方面都有了自己的獨(dú)特之處。所謂適應(yīng)性改造就是在繼承上的創(chuàng)新，突破一批關(guān)鍵技術(shù)。例如，攻克了三體定向技術(shù)、軌道設(shè)計(jì)和紫外敏感器等關(guān)鍵技術(shù)。

所謂三體定向是指嫦娥一號(hào)能同時(shí)將其上的科學(xué)儀器總是對(duì)準(zhǔn)月球，太陽(yáng)電池翼總是對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)，定向天線總是對(duì)準(zhǔn)地球，以便持續(xù)拍攝月面照片，持續(xù)獲得光照，持續(xù)把探測(cè)結(jié)果及時(shí)發(fā)回地球。嫦蛾一號(hào)利用三軸穩(wěn)定的控制方式實(shí)現(xiàn)了星體有科學(xué)儀器的一面始終對(duì)月面定向，應(yīng)用太陽(yáng)敏感器和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)一維轉(zhuǎn)動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)電池翼始終對(duì)太陽(yáng)定向，應(yīng)用雙軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了定向天線始終對(duì)地球定向，解決了月球探測(cè)過(guò)程中的三體定向難題。

三體定向原理示意圖

紫外敏感器是一種用于測(cè)量嫦娥一號(hào)對(duì)月姿態(tài)的光學(xué)姿態(tài)敏感器，它相對(duì)于人造地球衛(wèi)星上的紅外敏感器來(lái)說(shuō)更具有自己的特點(diǎn)。在地球大氣層內(nèi)存在著穩(wěn)定的紅外輻射，所以人造地球衛(wèi)星是用紅外敏感器探測(cè)地球的紅外輻射來(lái)控制姿態(tài)的。但這種敏感器不能用于探月任務(wù)，因?yàn)樵虑驔](méi)有大氣層，所以沒(méi)有穩(wěn)定的紅外輻射。研究表明，月球有穩(wěn)定的紫外輻射。因此，我國(guó)用紫外敏感器作為嫦娥一號(hào)的“眼睛”來(lái)觀察月球。

科研人員測(cè)試月球紫外敏感器

由于月面沒(méi)有大氣層，并且受太陽(yáng)的影響表面溫度變化非常大，還不可避免地要經(jīng)歷月食，所以，研制嫦娥一號(hào)熱控制分系統(tǒng)也是一大難點(diǎn)。一般的電子儀器設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間在50℃以上的環(huán)境下工作容易產(chǎn)生故障，而有一些設(shè)備，如化學(xué)電池，在0℃以下時(shí)效率很低。因此，嫦娥一號(hào)內(nèi)部必須保持在—10～45℃的范圍內(nèi)。經(jīng)過(guò)攻關(guān)，科研人員為嫦娥一號(hào)研制了一件能“冬暖夏涼”的特制保溫“衣服”。尤其是在發(fā)生“月食”時(shí)，熱控制分系統(tǒng)要能保證星上所有設(shè)備在正常的工作溫度范圍。由于在嫦娥一號(hào)六方體中安裝科學(xué)探測(cè)儀器的一面要一直對(duì)著月球，為此，這個(gè)面采用了一種特殊的超級(jí)隔熱材料，主要是為了防止月面上的紅外熱流對(duì)探測(cè)儀器產(chǎn)生影響，而嫦娥一號(hào)其余5個(gè)面采用了一種特殊的散熱材料，能夠做到最大程度的散發(fā)熱量。

嫦娥一號(hào)星體外面的金箔用于保溫

嫦娥一號(hào)的星體為立方體，尺寸為2000毫米×1720毫米×2200毫米，兩側(cè)各有一個(gè)太陽(yáng)電池翼，最大跨度達(dá)18.1米。嫦娥一號(hào)總重2350千克，設(shè)計(jì)壽命一年，運(yùn)行在距月球表面200千米的圓形極軌道上。

根據(jù)嫦娥一號(hào)的科學(xué)目標(biāo)，在其裝載了8種科學(xué)探測(cè)儀器。CCD立體相機(jī)用于獲取月球表面三維立體圖像；激光高度計(jì)用于測(cè)量月球表面到嫦娥一號(hào)的高度數(shù)據(jù)；干涉成像光譜儀、γ射線譜儀、X射線譜儀分別探測(cè)用于月球表面不同物質(zhì)的化學(xué)元素；在世界上首次使用的微波探測(cè)儀用于測(cè)量月球的微波輻射特征，從而反演月壤的厚度；太陽(yáng)高能粒子探測(cè)器和太陽(yáng)風(fēng)離子探測(cè)器用于探測(cè)從地球至月球的空間環(huán)境。

嫦娥一號(hào)上的科學(xué)探測(cè)儀器。上排從左到右依次為CCD立體相機(jī)/干涉成像光譜儀、激光高度計(jì)、微波探測(cè)儀，下排從左到右依次為γ/X射線譜儀、太陽(yáng)風(fēng)低能離子探測(cè)器、太陽(yáng)高能粒子探測(cè)器

2008年7月1日，嫦蛾一號(hào)完成了全月球影像數(shù)據(jù)的獲?。?008年10月24日，它實(shí)現(xiàn)了在軌1年壽命，完成了各項(xiàng)任務(wù)。此后，又用嫦娥一號(hào)開(kāi)展了變軌等10余項(xiàng)驗(yàn)證試驗(yàn)。為了給探月二期工程“探路”，積累落月過(guò)程控制和軌道測(cè)定方面的經(jīng)驗(yàn)，嫦娥一號(hào)于2009年3月1日受控撞擊了月球豐富海區(qū)域，成功完成硬著陸。

嫦娥一號(hào)累計(jì)飛行494天，其中環(huán)月482天，比原計(jì)劃多飛117天；飛行期間經(jīng)歷3次月食；傳回1.37TB有效科學(xué)探測(cè)數(shù)據(jù)；獲取了全月球影像圖、月表化學(xué)元素分布、月表礦物含量、月壤分布和近月空間環(huán)境等一批科學(xué)研究成果，填補(bǔ)了中國(guó)在月球探測(cè)領(lǐng)域的空白。

嫦娥一號(hào)拍攝的月面三維立體圖