“嫦娥一號”預定的科學探測任務主要有四項：
一是獲取全月球表面三維立體影像，精細劃分月球表面的基本地形和地貌單元，進行月球表面撞擊坑形態、大小、分布、密度等的研究，為類地行星表面年齡的劃分、地質構造區劃和早期演化歷史研究提供基本數據，并為月面軟著陸區選址和月球基地位置優選提供基礎資料等。
二是探測月球表面有用元素含量和物質類型的分布特點，主要是勘察月球表面有開發利用前景的鈦、鐵等14種元素的含量和分布，繪制各元素的全月球分布圖，月球主要礦物和巖石類型與分布專題圖等，發現各元素在月表的富集區，評估月球礦產資源的開發利用前景等。
三是探測月壤特性，利用微波輻射技術，獲取月球表面亮度溫度分布，反演月壤的厚度，推算月球表面的年齡及其分布，并在此基礎上，估算全月球月壤中核聚變發電燃料氦-3的分布及資源量等。
四是探測地-月空間環境。月球與地球平均距離為38萬公里，處于地球磁場空間的遠磁尾區域，衛星在此區域可探測太陽宇宙線高能粒子和太陽風等離子體，研究太陽風和月球以及地球磁場磁尾與月球的相互作用等。
據歐陽自遠介紹，“嫦娥”奔月的四大任務正在按計劃有序進行。其中，第一項任務，根據“嫦娥一號”衛星拍攝的數據合成拼接的第一張全月球表面影像圖已經完成并即將對外發布；“獲取全月球表面三維立體影像”的工作，將利用全月球表面影像圖，加上三線陣的圖像，再與激光高度計的數據融合，制作全月球表面三維立體影像。
針對第二項任務，科研人員正在把衛星上用伽瑪射線譜儀、X射線譜儀和成像光譜儀等科學儀器獲取的大量數據結合起來，以研究月球上有用元素的成分、礦物組成和巖石類型。“目前已經能夠做出幾個元素的分布圖，但不全，正在積累數據。時間越長積累的數據越多，我們作出的分布圖的精度就會更高。”
第三項目標任務在進行當中：科研人員用微波探測儀探測月球土壤特征如亮度溫度等并據此反演月球土壤的厚度，現在已有充分的數據積累，正在做分析、建立模型的工作。對于地-月空間環境的探測，歐陽自遠認為探測得越多越好，“我們需要這方面的數據積累”。
“總體上看，‘嫦娥’目前的狀況非常好，表現是令人滿意的。”關于“嫦娥”這一年來的表現，歐陽自遠說。
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