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绕月卫星工程系统是由绕月卫星、运载火箭、发射场、测控和地面应用等五大系统组成。其中绕月卫星由中国空间技术研究院负责研制，被命名为嫦娥一号，选用东方红三号卫星平台，总重量2350千克，设计寿命一年；运载火箭由中国运载火箭技术研究院负责研制，选用长征三号甲，火箭全长52.52米，最大直径3.35米，运载能力为2600千克，已有10多次全胜发射记录；发射场系统由西昌卫星发射中心负责建设，选在西昌卫星发射中心，改建一系列的发射工位；测控系统由西安卫星测控中心和总装测通所负责建设，以我国现有的3频段航天测控网为主，辅以甚长基线干涉（VLBI）天文测量系统组成；地面应用系统由中科院空间科学与应用研究中心负责研制和建设，由数据接收、运行管理、数据预处理、数据管理、科学应用与研究五个分系统组成。
嫦娥一号绕月卫星
嫦娥一号卫星
嫦娥一号卫星
嫦娥一号平台以中国已成熟的东方红三号卫星平台为基础进行研制，星体尺寸为2000毫米×1720毫米×2200毫米，并充分继承中国资源二号卫星、“中巴地球资源卫星”等卫星的现有成熟技术和产品，进行适应性改造。所谓适应性改造就是在继承上的创新，突破一批关键技术。
嫦娥一号星体为立方体，两侧各有一个太阳帆板，最大跨度达18.1米，重2350千克，工作寿命一年。它将运行在距月球表面200千米的圆形极轨道上。
该卫星平台由结构分系统、热控分系统、制导，导航与控制分系统、推进分系统、数据管理分系统、测控数传分系统、定向天线分系统和有效载荷等9个分系统组成。这些分系统各司其职、协同工作，保证月球探测任务的顺利完成。星上的有效载荷用于完成对月球的科学探测和试验，其它分系统则为有效载荷正常工作提供支持、控制、指令和管理保证服务。
根据我国探月卫星工程的四大科学目标，在嫦娥一号上搭载了8种24台件科学探测仪器，重130千克，即微波探测仪系统、γ射线谱仪、X射线谱仪、激光高度计、太阳高能粒子探测器、太阳风离子探测器、CCD立体相机、干涉成像光谱仪。
