2010年10月1日18点59分，长征三号丙运载火箭从西昌卫星发射中心升空，将探月工程二期的先导星——“嫦娥二号”卫星准确送入地月转移轨道，嫦娥二号卫星从此踏上112小时的奔月之旅。
2010年11月8日，由“嫦娥二号”卫星拍摄的分辨率达到米级的月面虹湾局部影像图精彩亮相，这标志着“嫦娥二号”任务所确定的工程目标全部实现，“嫦娥二号”任务取得圆满成功。
“嫦娥二号”卫星在2011年4月1日达到为期半年的设计寿命后，星上剩余燃料充足，全系统状态正常稳定。为了积累更多的深空探测经验，“嫦娥二号”卫星于2011年6月9日飞离月球轨道，飞向距离地球150万公里的探测点，中国航天的触角由此也伸向了更为遥远的深空。
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