2007年10月24日18点05分04秒，“嫦娥一号”卫星在中国西昌卫星发射中心由“长征三号甲”运载火箭成功发射。这颗卫星以中国古代神话中的月亮女神嫦娥命名，是中国月球探测计划的第一步，旨在获取月球表面的三维影像，分析月球表面的物质元素分布，探测月壤厚度，以及研究地月空间环境。
卫星的研制工作由中国空间技术研究院负责，目前卫星已进入初样研制阶段。在这个阶段，电性星和结构星两颗初样卫星将进行卫星测试。电性星主要用于测试带有电子性能的设备，而结构星则用于检验结构设计的合理性和整星温度控制设计的有效性。这两颗初样星的结构制造已完成，预计年底前将开始整星测试，随后将进入“嫦娥一号”正样卫星的研制。
初样测试阶段将持续到明年6月，随后将开始正样星的研制。同时，负责发射任务的长征三号甲火箭已开始生产。为提高火箭的可靠性，科研人员对其进行了41项可靠性设计。
技术难点包括：
1. 轨道设计与飞行程序控制
2. 卫星姿态控制的三矢量控制
3. 卫星环境适应性设计
4. 远距离测控源指向与通信
“嫦娥一号”卫星由卫星平台和有效载荷组成。卫星平台基于东方红三号技术，科研人员对其结构、推进、电源、测控和数传等八个分系统进行了适应性修改。有效载荷包括CCD立体相机、成像光谱仪、太阳宇宙射线监测器和低能粒子探测器等科学探测仪器。
发射后，卫星将用8至9天时间完成调相轨道段、地月转移轨道段和环月轨道段飞行，执行科学探测任务。主要科学任务包括为月球“画像”，获取月球表面影像和立体图像，分析月球表面的元素含量和物质类型分布，探测月壤厚度，以及研究地月空间环境。
“嫦娥一号”卫星的设计寿命为一年，执行任务后将不再返回地球。
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