10月24日18时05分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号甲运载火箭将嫦娥一号卫星成功送入太空。“嫦娥一号”是我国自主研制的第一颗月球探测卫星，它的发射成功，标志着我国实施绕月探测工程迈出重要一步。
火箭飞行24分钟后，北京航天飞行控制中心传来的数据表明，星箭成功分离，卫星进入近地点205公里，远地点50930公里的地球同步转移轨道。
中共中央政治局委员、中央军委副主席郭伯雄，国务院副总理曾培炎，国务委员兼国防部长曹刚川在西昌卫星发射中心共同观看了发射。曾培炎代表党中央、国务院、中央军委，向奋战在工程研制、建设、试验一线的全体科技人员、工人和解放军指战员，表示热烈的祝贺和亲切的慰问。
10月25日17时55分，北京航天飞行控制中心按照预定计划，向在太空飞行的嫦娥一号卫星发出变轨指令，对其实施远地点变轨。
指令发出130秒后，卫星近地点高度由约200公里抬高到约600公里，变轨圆满成功。这次变轨表明，嫦娥一号卫星推进系统工作正常，也为随后进行的3次近地点变轨奠定了基础。
所谓变轨，是指改变飞行器在太空中的运行轨道。变轨是一项非常尖端的测控技术，对卫星轨道的测量、发动机点火时间的计算以及遥控技术均提出了很高的要求。
10月26日17时33分，北京航天飞行控制中心向嫦娥一号卫星发出指令，开始实施第二次变轨。这是卫星的第一次近地点变轨。11分钟后，远望三号测量船传来消息，卫星变轨成功。
10月29日17时49分，北京航天飞行控制中心向嫦娥一号卫星发出指令，开始实施第二次近地点变轨，卫星发动机点火12分钟后，北京中心监视判断，卫星变轨成功。
10月30日17时40分，嫦娥一号卫星到达远地点，距地面高度达12万公里，创下我国航天器飞行测控新纪录。
10月31日17时28分，嫦娥一号卫星成功实施第三次近地点变轨，顺利进入地月转移轨道，开始飞向月球。这也是卫星入轨后的第四次变轨。
11月2日10时25分，北京航天飞行控制中心对嫦娥一号卫星实施了第一次轨道中途修正。500秒后，修正工作顺利完成，卫星沿地月转移轨道预定方向继续飞行。
据介绍，这次轨道中途修正，因为控制量较小，仅启动了卫星上两个小发动机，对卫星飞行轨道进行微量调整，确保卫星与月球交汇。北京中心对卫星中途修正轨道测量结果计算表明，本次修正达到了预期效果，为“嫦娥一号”顺利到达近月点奠定了坚实基础。
按照原定计划，卫星进入地月转移轨道后要进行两到三次中途修正，而实施过程中仅用一次修正就达到了预期目标，这标志着我国的卫星轨道测定与控制技术达到了新的水平。
11月5日11时37分，北京航天飞行控制中心对嫦娥一号卫星成功实施了第一次近月制动，顺利完成第一次“太空刹车”动作，月球捕获卫星。“嫦娥一号”顺利进入环月轨道，成为我国第一颗月球卫星。
据介绍，所谓近月制动，就是使在地月转移轨道高速飞行的卫星减缓速度，完成“太空刹车减速”，建立正常姿态，进行环月飞行。嫦娥一号卫星在地月转移轨道上经过114小时的“长途跋涉”，来到距月球约200公里的近月点时，卫星飞行速度达到每秒约2.4公里，如不及时有效制动，卫星将飞离月球，与月球的再次交会将更加困难。如果制动量过大，卫星将会撞击月球。因此，第一次近月制动具有极大的挑战性和风险性，直接关系飞行任务的成败。这次近月制动成功，为“嫦娥一号”最终进入“使命轨道”进行科学探测活动奠定了坚实基础。同时，也表明我国已具备对距地球38万公里卫星进行精确测控的能力，标志我国航天测控水平有了新突破。
当天，中共中央总书记、国家主席、中央军委主席胡锦涛，中共中央政治局常委、国务院总理温家宝，致电祝贺嫦娥一号卫星第一次近月制动取得圆满成功。
胡锦涛在贺电中说，欣闻“嫦娥一号”第一次近月制动取得圆满成功，卫星已进入环月轨道，我谨向参与“嫦娥一号”研制、指挥、测控和保障的全体同志表示热烈祝贺和亲切慰问！望再接再厉，夺取绕月探测的新胜利！
温家宝在贺电中说，欣悉“嫦娥一号”绕月探测卫星成功实现近月制动，进入绕月轨道，我谨向参与工程的全体同志表示热烈的祝贺和亲切的慰问！希望同志们继续按照高标准、高质量、高效率的要求，一丝不苟，精益求精，大力协同，扎实工作，确保绕月探测工程取得圆满成功！
11月6日11时35分，北京航天飞行控制中心对嫦娥一号卫星成功实施了第二次近月制动，卫星顺利进入周期为3.5小时的环月小椭圆轨道。
据介绍，第二次近月制动主要目的是使“嫦娥一号”进一步降低飞行速度，使其进入“过渡”轨道，从而为卫星最终进入工作轨道做准备。
11月7日8时34分，嫦娥一号卫星顺利完成第三次近月制动，成功进入经过月球南北两极，轨道周期127分钟的圆轨道。
曹刚川在北京航天飞行控制中心观看了第三次近月制动实况。
据介绍，嫦娥一号卫星从发射以来，经过326个小时的飞行，顺利实施了4次加速、1次中途轨道修正、3次近月制动共8次变轨，经历调相轨道、地月转移轨道、月球捕获轨道3个阶段，总飞行距离约180万公里，最终成功进入环月工作轨道。
“卫星成功进入环月工作轨道，证明我们已经较好地掌握了地月转移轨道设计、远距离测控与通信、卫星制导与导航等技术，为后续工程积累了宝贵的经验。”国家航天局新闻发言人李国平说，“从这个意义上说，本次绕月探测工程已实现阶段性目标。”
11月18日，国家航天局发言人裴照宇表示，从11月7日进入环月工作轨道至今，嫦娥一号卫星完成了卫星星光环月、定向天线自主跟踪地球、日凌期间测控站通信跟踪影响、紫外环月等试验。
11月19日，嫦娥一号卫星开始进行三体定向姿态控制，逐步打开科学探测仪器，开展有效载荷的在轨测试。11月20日，嫦娥一号卫星有效载荷的公用设备如一次电源、数据存储器、通信总线等全部打开。
新华社北京11月26日讯，记者从北京航天飞行控制中心获悉，以嫦娥一号卫星拍摄的月球图片正式对外公布为标志，嫦娥一号卫星在进入环月工作轨道后开始实施的各项在轨测试任务已基本完成。
当天，中共中央、国务院、中央军委对我国首次月球探测工程圆满成功发来贺电。贺电全文如下：
国防科工委、总装备部、中国科学院、中国航天科技集团公司
并参加月球探测工程的全体同志：
我国首颗绕月探测卫星“嫦娥一号”顺利进入月球轨道并传回月球三维影像，标志着我国首次月球探测工程取得圆满成功。在这举国欢庆、全民振奋的时刻，中共中央、国务院、中央军委特向参加首次月球探测工程的全体科技工作者、干部职工和解放军指战员，表示热烈的祝贺和亲切的慰问！
我国首次月球探测工程是继人造地球卫星、载人航天飞行取得成功之后我国航天事业发展的又一座里程碑。我国首次月球探测工程的圆满成功，是我国科技自主创新取得的标志性成果，是中华民族在攀登科技高峰征程上实现的又一重大跨越，对于进一步推动我国航天事业发展，增强我国的科技实力、综合国力和民族凝聚力，激励全党全国各族人民更加满怀信心地建设创新型国家、推进改革开放和社会主义现代化建设的伟大事业，具有十分重要的现实意义和深远的历史意义。你们作出的杰出贡献，将彪炳中华民族的光荣史册。
我国首次月球探测工程是我国开展深空探测的第一步，今后的任务光荣而艰巨。希望你们在以胡锦涛同志为总书记的党中央领导下，高举中国特色社会主义伟大旗帜，坚持以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导，深入贯彻落实科学发展观，再接再厉，开拓创新，不断攀登航天科技新高峰，为夺取全面建设小康社会新胜利、开创中国特色社会主义事业新局面，为促进人类和平利用太空、推进人类和平与发展的崇高事业，作出新的更大贡献。
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11月26日，中华全国总工会决定，授予在我国首次绕月探测工程中作出突出贡献的8个先进集体和22名先进个人全国“五一”劳动奖状和奖章。
当天，记者从全国妇联获悉：全国妇联日前决定，授予为我国首次月球探测工程作出突出贡献的姜杰等7名先进个人、中国航天科技集团公司一院18所电动液压事业部电液伺服设计组等3个先进集体全国“三八”红旗手、全国“三八”红旗集体荣誉称号。
当天，国家邮政局宣布，定于2007年11月26日发行《中国探月首飞成功纪念》纪念邮票1套1枚。
11月27日，记者从国家航天局获悉：从26日晚到27日，嫦娥一号卫星上搭载的干涉成像光谱仪、太阳高能粒子探测器和太阳风离子探测器也陆续开机。
人民日报北京11月27日讯，共青团中央、全国青联日前作出决定，表彰为首次月球探测工程作出突出贡献的青年集体和青年科技工作者。
当天，中国人民银行发布公告宣布，定于2007年11月28日发行中国探月首飞成功金银纪念币一套。该套纪念币由沈阳造币厂铸造，中国金币总公司总经销。
据中央电视台新闻联播报道，从11月27日晚23点开始，嫦娥一号卫星上包括微波探测仪、激光高度计、X射线谱仪和伽马射线谱仪在内的最后四台探测仪器开机，至此嫦娥一号卫星上所搭载的所有八种科学探测仪器已全部打开。
12月1日15时许，随着一声汽笛长鸣，远望三号船顺利抵达中国卫星海上测控部港口，至此，我执行嫦娥一号卫星海上测控任务的航天远洋测量船全部胜利返回祖国。
自今年10月初起，远望二号、三号船相继出征，在太平洋海域联袂执行嫦娥一号卫星海上测控任务。
中国卫星海上测控部主任简仕龙介绍，嫦娥一号卫星测控任务，测控技术上属于深空测控范畴，测控距离达40万公里，相比以往远了近10倍。
12月3日，中国航天基金会向国防科工委月球探测中心发放了总额为840万元的“绕月探测工程特别奖”，用来奖励在绕月探测工程任务中做出突出贡献的单位和个人。
（据10月25-31日、11月1-8、19、27、28日、12月2日《人民日报》，11月28日“中新网”和12月4日《北京日报》）