图丨嫦娥四号月球车巡视器（来源：中国探月工程）
另外在能源供给方式上，嫦娥四号采取新的能源供给方式——同位素温差发电与热电综合利用技术结合，也就是两面太阳翼收集的太阳能和月球车上的同位素热源两种能源供给。当月夜来临，同位素热源将为仪器设备供热，保证航天器在-180℃的环境中不受低温影响。
回顾嫦娥工程中国对于月球探测的论证始于 1999 年，当年，国防科工委组织有关部门系统地论证了月球探测的科学目标，2000 年，中国科学院通过了对科学目标的评审，并据此科学目标开始研制有效载荷。从 2002 年起，国防科工委组织科学家和工程技术人员研究月球探测工程的技术方案。经过两年多的努力，深化了科学目标及其实施途径，落实了探月工程的技术方案。
2004 年 1 月，国务院批准绕月探测工程立项，命名为嫦娥工程。根据方案规划，嫦娥工程将分阶段实施“绕”、“落”、“回”的探月三期工程，最终在 2020 年左右实现全部探月工程，为后续的“登月”和“驻月”活动开辟道路。
- “绕月”
一期工程实现绕月探测，由嫦娥一号任务组成。于 2007 年 10 月 24 日成功发射，嫦娥一号卫星经地球调相轨道进入地月转移轨道，实现月球捕获后，在 200 公里圆轨道开展绕月探测。
图丨探月工程一期嫦娥一号轨道示意（来源：中国探月工程）
该项目使得我国初步掌握绕月探测基本技术、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。
任务期间，8 台科学载荷开展了有效的探测，开展全局性、普查性的月球遥感探测。任务取得圆满成功后，于 2009 年 3 月 1 日嫦娥一号卫星受控撞月。
- “落月”
二期工程实现月球软着陆和月面巡视勘察等，由嫦娥二号、三号、四号任务组成。
二期工程先导星嫦娥二号，于 2010 年 10 月 1 日成功发射，直接进入地月转移轨道，实现月球捕获后，在 100 公里圆轨道，7 种科学载荷开展了多项科学探测，并为后续嫦娥三号任务验证了部分关键技术。
图丨探月工程二期嫦娥二号轨道示意（来源：中国探月工程）
2011 年 6 月 9 日，嫦娥二号完成预定各项探测任务后，飞离月球轨道，经过 77 天飞行，嫦娥二号在世界上首次实现从月球轨道出发，受控准确进入日地拉格朗日 L2 点的环绕轨道，开展了日地拉格朗日 L2 点探测和图塔蒂斯小行星飞越探测等多项拓展试验，成为了绕太阳飞行的人造小行星，预计 2029 年将再次飞回地球附近 700 万公里处。我国也成为世界上继欧空局和美国之后第三个造访 L2 点的国家和组织。
作为嫦娥三号月球软着陆项目的先导，嫦娥二号验证了多项关键技术，包括突破直接进入奔月轨道的弹道设计技术、运载火箭低温三子级滑行时间可调技术，利用 CZ-3C 运载火箭将卫星直接送入地月转移轨道，降低二期工程后续任务的实施风险。
在嫦娥二号卫星上搭载 X 频段应答机，与我国 X 频段地面测控设备配合，验证 X 频段测控体制，为嫦娥三号任务积累工程经验。
通过选择与嫦娥三号任务相似的奔月、月球捕获轨道，通过实际飞行掌握直接奔月和 100km 近月捕获技术，为嫦娥三号任务探索技术途径；嫦娥二号卫星在 100km 轨道长时间运行，探测 100km 轨道空间环境，积累更多的近月空间环境数据，提高月球探测热红外分析模型的准确性。
另外，嫦娥二号开展 100km×15km 轨道机动试验，验证嫦娥三号任务着陆前在不可见弧段变轨的星地协同程序；在 100km×15km 轨道飞行期间，验证 100km×15km 轨道快速测定轨能力，这些测定轨数据对深入研究月球重力场分布，提高重力场模型精度有重要意义。
配置降落相机，校验其对月成像能力；试验强纠错能力的 LDPC 信道编译码技术，提高卫星遥测链路性能，为探月工程和其他深空探测项目提供技术储备；将卫星数传码速率提高至 6Mbit/s，试验 12 Mbit/s，以期满足数据传输量增大的需求。
在 100km×15km 轨道，CCD 立体相机在 15km 近月点处对嫦娥三号任务预选着陆区进行优于 1.5m 分辨率成像试验；在 100km 圆轨道，对预选着陆区进行优于 10m 分辨率成像。利用预案着陆区月表图像，绘制三维地形图，有利于定量评估预选着陆区的特性，提高嫦娥三号任务着陆安全性。
图丨嫦娥二号（来源：中国探月工程）
除了为后续探测器提供技术的验证之外，嫦娥二号也完成了其既定的工程目标，包括利用 CCD 立体相机获取高分辨率的月球表面三维影像，结合激光高度计获取的月表地形高程数据，可获取月球表面高精度地形数据，为后续着陆区优选提供依据，同时为划分月球表面的地貌单元精细结构、断裂和环形构造，提供原始资料。
利用经技术改进的γ射线谱仪和 X 射线谱仪，探测月球表面 9 种元素——硅、镁、铝、钙、钛、钾、钍、铀的含量与分布特征，获得更高空间分辨率和探测精度的元素分布图。
利用微波探测技术，测量月球表面的微波辐射特征，获取 3.0GHz、7.8GHz、19.35GHz、37GHz 的微波辐射亮度温度数据，估算月壤厚度。
嫦娥二号卫星在轨运行期间正是太阳活动高峰年，是探测研究太阳高能粒子事件、CME、太阳风，及它们对月球环境影响的最佳探测时期。利用太阳高能粒子探测器和太阳风离子探测器，获取行星际太阳高能粒子与太阳风离子的通量、成分、能谱及其随时空变化的特征，可研究太阳活动与地月空间及近月空间环境的相互作用；获取地月空间环境数据，可为后续探月工程提供环境科学数据。
嫦娥三号是二期工程的主任务，于 2013 年 12 月 2 日发射，完成地月转移、绕月飞行和动力下降后，2013 年 12 月 14 日中国的第一艘月球车——“玉兔号”成功软着陆于月球雨海西北部（“虹湾着陆区”），巡视器成功驶离着陆器并互拍成像，实现中国航天器首次地外天体软着陆与巡视勘察。
