金牌火箭“长征3”号甲“长征3”号甲（简称“长3甲”）是一种技术先进而成熟的运载火箭，素有“金牌火箭”的美誉，自1994年2月8日首次发射以来，已经进行了14次发射，成功地将14颗卫星送入所要求的地球同步转移轨道，100％取得成功。
“长征3号甲”火箭从一开始研制就制定了较高的技术指标。为了实现这个指标，科研工作者提出100余项新技术项目，其中重点新技术项目总数为41项；重大技术关键目有4项，即人推力氢氧发动机、陀螺四轴平台技术、玲氦加温增压系统、低温氢气能源双向摇摆伺服机构。这些新技术不但代表着当时国内的最高水平，许多项目还赶上或超过了世界航天大国的技术水平。这次为发射“嫦娥1”号卫星，“长3甲”运载火箭进行了多项适应性改进，特别是在可靠性工程上下了大功夫，多项关键环节采取了冗余设计等。
“长3甲”共有3级，火箭全长5252米。最大直径335米，起飞推力2961千牛，第三级采用新型液氧液氢火箭发动机。“嫦娥1”号卫星安装在火箭的最上面，外面有整流罩保护，用支架与火箭捆绑在一起。
发射窗口仅35分钟
发射窗口是指航天器允许火箭发射的时间范围，它是根据航天器本身的要求及外部多种限制条件经综合分析计算后确定的，其范围的大小叫做发射窗口的宽度。
根据地月的运动规律，“嫦娥1”号卫星每月只有1到2次的发射机会。考虑到轨道光照条件对探测器电源系统的影响，将进一步限制上述发射机会的时间。对应于每次发射机会的发射轨道，“嫦娥1”号初始环月姿态、轨道光照条件以及测控条件均不同。经过对2007年所有的发射机会进行分析之后，最终选择2007年10月作为首选发射时机。
对于所选的月球探测卫星进入地月转移轨道的日期，对应的进入轨道的时刻是唯一的。如果推迟进入轨道的时刻，带来的问题是额外增加中途修正的速度增量，这将使发动机消耗更多的能量。因此发射时刻可延迟多少，即发射窗口的大小，取决于中途修正速度增量的允许范围。
根据轨道设计的分析结果，“嫦娥1”号卫星一年中的每个月有连续3天的发射窗口，但这3天中也不是任何时候都能发射，每天仅仅在特定的35分钟内能够发射。
为加大卫星入轨成功率，西昌卫星发射中心科研人员自加砝码，主动提出了“零窗口”的发射目标，即在预先计算好发射时间，分秒不差地将火箭点火升空。
准时起飞，准确入轨
发射前最后一项重要工作是给火箭加注燃料，首先加注的是一、二级火箭的常规推进剂，然后在发射前7小时加注三级火箭液氢、液氧低温推进剂，在所有临射前检查结束后，火箭、卫星、地面设备都工作正常，才进入发射前的倒计时。
“长3甲”火箭点火发射“10，9，8，7，……”“点火”，指挥员下达了“点火”口令。
2007年10月24日18时05分，“长3甲”运载火箭准时点火起飞，大地轰鸣，烈焰四起，我国探月工程的首颗卫星“嫦娥1”号从发射中心3号发射塔架拔地而起，印在火箭身躯上的“中国航天”四个大字和整流罩上的五星红旗以及中国探月标志格外醒目。火箭一级使火箭克服地球引力和空气阻力的巨大影响，冲出稠密大气层，向东偏南方向飞行。当火箭飞行约148秒，便上升到离地球约60千米的高度，此时一级火箭关机并脱落，接着火箭二级点火开始工作，火箭继续爬高，并进一步提高火箭的飞行速度，飞行953秒后，飞行高度超过120千米。此时，火箭已完全冲出大气层，控制系统发出卫星整流罩分离的命令，用来保护“嫦娥1”号探月卫星免受气流冲刷的卫星整流罩被抛掉，二级火箭关机并与三级火箭分离，三级火箭点火工作，最终将卫星送入一条近地点205千米、远地点50930千米的大椭圆轨道，称初始轨道。从火箭点火起飞到卫星与运载火箭分离，历时24分钟，至此“长3甲”运载火箭完成了运送卫星的任务，以后“嫦娥1”号卫星将依靠自身携带的发动机进行奔月征程。
知识点“长征3”号甲运载火箭六大系统
1箭体结构，是火箭的主体。
2控制系统，是火箭的大脑。由计算机、平台、分离机构等组成，由设计师事先设计好发射程序。
3动力系统，由发动机、燃料箱等组成，是火箭的动力源。
4遥测系统，是将工作参数和监测数据由无线电传回地面的系统。
5外侧安全系统，是火箭出现故障，地面无法操纵火箭的时候，进行空中自毁的系统。
6低温推进剂利用系统，是合理调控燃料混合比，有效利用燃料的系统。
崎岖奔月路
“嫦娥1”号不是笔直地飞向月球，而是经过4种不同的轨道飞行以之后飞近月球的。这4种不同的轨道是：调相轨道、地月转移轨道、月球捕获轨道和环月工作轨道。
调相轨道
在环绕地球飞行的调相轨道阶段，“嫦娥1”号卫星通过4次变轨（一次远地点变轨，3次近地点变轨）使其达到进入地月转移轨道前的各项飞行参数要求。
2007年10月24日，“长3甲”运载火箭将“嫦娥1”号送入初始轨道后星箭分离，10月25日17时“嫦娥1”号利用自身的推进系统首先进行一次远地点变轨，将环绕地球的大椭圆轨道的近地点从205千米提高到约600千米。远地点仍为509300千米，轨道周期为16小时，然后按程序完成了太阳帆板展开和定向天线展开。10月26日17时“嫦娥1”号卫星实施第二次变轨。这是卫星的第一次近地点变轨，“嫦娥1”号卫星第二次变轨后，进入了24小时周期轨道。远地点高度由5万多千米提高到7万多千米。
10月29日和31日分别进行了第二次和第三次近地点变轨。第二次近地点变轨，卫星远地点高度由7万余千米提高到12万余千米，进入绕地飞行48小时周期轨道，第三次近地点变轨，卫星远地点高度由12万余千米提高到37万余千米。第三次近地点变轨后，“嫦娥1”号便进入地月转移轨道，正式踏上奔月征程。
地月转移轨道
地月转移轨道又称奔月轨道。经过调相轨道阶段的4次变轨后，“嫦娥1”号即进入飞向月球的114小时的地月转移轨道。
“嫦娥1”号进入地月转移轨道入口的时机以及运动状态，特别是位置和速度，包括速度的大小和方向非常重要，如果时机不对，无法和月球相会：如果速度过大，将无法进入月球引力作用的范围；如果速度过小，将无法摆脱地球引力场的束缚到达月球。因此，经过调相轨道运动之后，“嫦娥1”号必须达到事先经过仔细设计和审核的位置，并具备所要求的速度大小和方向，才能沿着地月转移轨道到达月球。为保证“嫦娥1”号按预定的轨道飞行，在飞行过程中，设计规定还要进行2～3次轨道修正。但由于运行轨道精度高，在“嫦娥1”号的实际飞行过程中一次修正也没用上。
月球捕获轨道
“嫦娥1”号进入半径为6万千米以内的月球引力影响区时，起主导作用的是月球引力，而不是地球引力。这时，飞行轨迹完全变化，由围绕地球的椭圆轨迹，变成围绕月球的双曲线轨道运动。11月5日，地面控制中心对“嫦娥1”号进行了3次近月点制动减速，最终“嫦娥1”号顺利完成了被月球捕获。
环月工作轨道
“嫦娥1”号进入环月工作轨道后，从科学探测需要考虑，要尽可能地对全月面进行探测，特别是对月球南北两极的探测，因此，环月工作轨道选择极月轨道，即轨道相对月球赤道的倾角为90度。“嫦娥1”号的环月工作轨道面垂直于月球的赤道面，环月工作轨道高度约为200千米，运行周期约为127分钟，在这个轨道上，卫星对月球进行科学探测。
深空测控为“嫦娥1”号保驾护航
测控与航天器的关系，可以用“放风筝”来比喻。这里“风筝”是指航天器，“风筝线”则指无线电测控和通信系统。航天器发射后，测控通信系统便成了与航天器联络的唯一手段，也是保障航天器正常飞行的重要手段。
喀什站天线我国“嫦娥工程”一期绕月探测工程的测控通信系统，是立足现有的航天测控网，通过适当的技术改造。便已能满足“嫦娥1”号月球探测器各飞行阶段的遥测、遥控、轨道测量和导航任务的需要。这个航天测控网由南宁站、厦门站、闽西站、长春站、喀什站、渭南站、青岛站、东风站、纳米比亚站、卡拉奇站，以及“远望1～4”号四艘测量船组成，形成了我国的一个高精度测量带。在承担航天测量任务时，可根据航天器不同飞行阶段的要求，分别选择不同的站来完成测控任务。
“嫦娥1”号的测控分几段进行，发射段的测控与西昌发射地球同步轨道卫星相似，测控方案成熟，发射入轨后，使用现有的航天测控网和甚长基线干涉天文测量网实现调相轨道、地月转移轨道、绕月轨道的测控通信。“嫦娥1”号探测器的全向天线具备在任何条件下与地面测控系统通信联系的能力，保证地面始终对探测器进行有效的测控。
为完成地月转移轨道段和绕月轨道段探测器测控的任务，采用航天测控网3台12米天线作为骨干设备，绕月轨道运行阶段的长期测控管理工作，由西安卫星测控中心承担，用甚长基线干涉天文测量网系统进行配合。至此，深空测控系统全面保证了“嫦娥1”号从起飞、奔月到绕月，在4种不同轨道上正常、稳定地飞行。
知识点卫星变轨
卫星在轨期间自主改变运行轨道的过程称为变轨。卫星轨道是椭圆，节省发射火箭燃料的方法，可以先发射到大椭圆轨道，卫星处于远地点的时候，卫星上面的姿态调整火箭点火，这样卫星的轨道变成需要的高度。变轨可以多次，这就需要精确计算卫星变轨的时间，由地面指令控制。
“嫦娥”探月
科学探测仪器
“嫦娥1”号携带了8种24件科学探测仪器，有效载荷重130千克。它们是CCD立体相机、激光高度计、干涉成像光谱仪、γ射线谱仪、X射线谱仪、微波探测仪、太阳高能粒子探测器和太阳风离子探测器。
上述有效载荷不但能够保证绕月球探测工程科学目标的实现，而且能够部分地用于后续的月球探测计划，并为以后的火星等其他天体的探测打下良好的基础。
4大科学探测目标
在环月飞行期间，对月球进行为期1年的环月探测，完成4大科学探测目标。绘制月球立体地图
月球的地图以前国外已经做过很多，但有很多缺陷。例如，月球上南北纬70°以上高纬度的地方，由于太阳光是斜照的，照相机拍的效果差一些，所以做得不是太好；还有，南北极的地图也没有完全覆盖，而且大多不是立体图。“嫦娥1”号要完成一个覆盖全月高级别的月球表面三维立体影像，以及观测月球的地形地貌，“嫦娥1”号卫星是利用CCD立体相机和激光高度计两者结合来实现的。
