五年前的10月24日，嫦娥一号绕月探测卫星发射成功，中科院承担我国首次月球探测工程地面应用系统、卫星有效载荷分系统和VLBI分系统任务，卫星上搭载的8大有效载荷全部由中科院研制，为其成功发射提供了保障。面对空间时代，中国航天人和科学工作者反复研究论证，提出了中华牌的月球探测工程目标和科学目标。从上世纪50年代起，随着运载火箭技术的加速发展，人造地球卫星的上天，人类开启了一个新的时代——空间时代。
探月，开始从浪漫的遐想走向现实，也吸引了中国科学家的目光。1978年5月，美国总统安全事务顾问布热津斯基代表卡特总统送给我国领导人1克月岩样品。中国科学院迅速组织近百名科技工作者进行深入系统研究，并写出了14篇研究论文。2000年11月22日，我国政府首次公布了航天白皮书，第一次提出要开展以月球探测为主的深空探测的预先研究。随后，国防科工委委托航天专家孙家栋院士负责组织立项论证。
经过反复的研究论证，中国首次月球探测的工程目标越来越明确：研制和发射我国第一颗月球探测卫星；初步掌握绕月探测的基本技术；首次开展月球科学探测初步构建月球探测航天工程系统；为月球探测后续工程积累经验。在制定工程目标的同时，科学目标也逐步清晰：一是获取月球表面三维影像；二是分析月球表面元素含量和物质类型的分布特点；三是探测月壤特性；四是探测地月空间环境。
按照中央集中精力办大事，把大事办成好事的部署，一个崭新的绕月探测工程组织管理体系，以小核心、大协作的原则迅速建立起来。2004年2月19日，绕月探测工程领导小组经国务院批准成立。这个由国防科工委、发展改革委、科技部、财政部、总装备部、中国科学院和航天科技集团的相关领导组成的小组，对工程实行总体协调指挥。
2004年2月25日，绕月探测工程领导小组通过《绕月探测工程研制总要求》，任命国防科工委副主任、国家航天局局长栾恩杰为工程总指挥，孙家栋为总设计师，聘任欧阳自远为月球应用科学首席科学家，同时给工程起了一个美丽的名字——嫦娥工程。在强有力的组织管理体系率领下，中国首次探月工程的设计、研制、生产等各个体系开始进入快节奏、高效率的高速运转。仅用了3年多的时间，就迈出了三大步。
2007年10月24日，嫦娥一号承载着中华民族千年的奔月梦想从西昌成功发射，精确入轨；11月5日，嫦娥一号成功牵手月球，成为中国第一颗月球卫星；11月7日，以准确进入200公里使命轨道为标志，嫦娥一号完成中国历史上最远的太空长征；11月26日，嫦娥一号传回的第一幅月图完美亮相，中国首次月球探测工程圆满成功。