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从1999年开始，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，建立了全国大协作的工程体系，提出了立足我国现有能力的绕月探测工程方案。2004年1月，国务院批准绕月探测工程立项，命名为嫦娥工程。2006年2月，国务院颁布《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006～2020）》，明确将“载人航天与探月工程”列入国家十六个重大科技专项。我国探月工程规划为绕、落、回三期。绕 ：2004年～2007年（一期）研制和发射我国首颗月球探测卫星，实施绕月探测；落：2013年前后（二期）进行首次月球软着陆和自动巡视勘测；回：2020年前（三期）进行首次月球样品自动取样返回探测。