嫦娥二號衛星，是中國第二顆探月衛星、第二顆人造太陽系小行星，也是中國探月工程二期的技術先導星，由中國空間技術研究院研製，是中國第一顆探月衛星嫦娥一號衛星的備份星，沿用東方紅三號衛星平臺，造價約6億元人民幣。
2010年10月1日18時59分57秒嫦娥二號衛星在西昌衛星發射中心由長征三號丙運載火箭成功發射升空，順利進入地月轉移軌道。
嫦娥二號完成了一系列工程與科學目標，獲得了分辨率優於10米月球表面三維影像、月球物質成分分佈圖等資料。 2011年4月1日嫦娥二號拓展試驗展開，完成進入日地拉格朗日L2點環繞軌道進行深空探測等試驗。 此後嫦娥二號飛越小行星4179(圖塔蒂斯)成功進行再拓展試驗，嫦娥二號工程隨之收官。
嫦娥二號衛星系統有總體、綜合測試分系統和結構、熱控、制導/導航與控制(GNC)、推進、供配電、數據管理、測控數傳、定向天線、技術試驗(工程載荷)、有效載荷等13 個分系統。衛星發射質量2480kg，乾重1169kg，攜帶166kg 載荷(含136kg 有效載荷和30kg 工程載荷)。
根據運載的發射能力，嫦娥二號衛星發射重量相比嫦娥一號增加了130kg，燃料能夠提供約2.3km/s 的總速度增量;在測控數傳能力方面，使用了LDPC編碼功能，相比卷積編碼提高增益約2.5dB;新增了工程載荷數據傳輸通道，設計了最低為23.4375kbps的多檔碼速率，可支持距地2000萬千米以遠的數據傳輸。在機動飛行能力方面，在基於高精度加速度計的軌道控制技術基礎上，在加速度計的測量區間、姿態控制補償、燃料量預估等方面進行設計改進，提升軌道控制精度;採用實時和延時強制卸載手段，實現姿態與軌道的耦合控制;使用自主慣性對準功能，提高了軌道控制自主性;設計新增大推力軌道維持功能，在保證可靠的前提下，提高了控制精度和自主性。此外，將推進系統工作壽命從3個月提升到6個月以上。
嫦娥二號技術試驗分系統主要完成X 頻段深空應答機、輕小型化CMOS相機等新技術在軌驗證。其中，X頻段星載測控子系統，主要用於完成面向深空應用的X頻段測控體制驗證。核心產品為X頻段高靈敏度數字化測控應答機。採用綜合電子技術，新研製了數據處理單元，主要完成新增設備的配電、遙測、遙控、數據存儲、復接控制等功能，並在軌驗證電子設備集成化技術。視頻子系統研製了多臺輕小型相機，用於飛行過程中關鍵事件的監視成像。
嫦娥二號衛星技術試驗分系統的1 臺降落相機和3 臺監視相機，用於對月表進行地形地貌探測， 對490 N 發動機點火時段、定向天線展開和對地定向時段、太陽翼展開和轉動時段進行在軌實時監測。 4 臺相機跟隨嫦娥二號衛星圓滿完成了半年壽命期的各項工程和科學探測任務, 獲取了100 和15 km 虹灣地區月表地形地貌圖, 並取得太陽翼、490 N 發動機、定向天線等衛星活動機構和關鍵部件的大量在軌珍貴視頻。 為後續工程實施奠定了堅實的基礎。
嫦娥二號推進系統採用高性能的雙組元推進系統，嫦娥二號推進系統配置1臺490N發動機，用於嫦娥二號衛星的軌道機動;配置12 臺10 N 推力器，分為2 個分支互為備份，用於嫦娥二號衛星的姿態控制和軌道調整;配置2 只推進劑貯箱--氧化劑貯箱和燃燒劑貯箱，分別裝填氧化劑(四氧化二氮)和燃燒劑(甲基肼)，為490 N 發動機和10 N 推力器提供需要的推進劑;配置1 套氣路系統，在490 N 發動機點火期間為推進劑貯箱提供穩定壓力的氦氣，其中2 個氦氣瓶是存儲高壓氦氣的容器，通過一隻減壓器將高壓氦氣減低並穩定到貯箱工作所需的壓力，兩隻單向閥用來阻止貯箱內推進劑蒸汽向減壓器擴散，避免因兩種推進劑蒸汽在減壓器下游接觸而發生爆炸的危險。
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