2010年9月29日，中国探月工程新闻发言人发布消息：嫦娥二号卫星和火箭已完成发射场区的测试和检查，测试结果正常，完全满足发射的技术条件。将于10月1日18时59分57秒在西昌卫星发射中心点火发射，19时整起飞。如果遇到气候等原因，不能在第一窗口时间发射，还选择了10月2日和3日择机发射。 2010年10月1日18时59分57秒345毫秒，嫦娥2号点火，19时整成功发射。在飞行后的29分53秒时，星箭分离，卫星进入轨道。19时56分太阳能帆板成功展开。目前已飞入指定轨道。
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据发射中心工作人员介绍，嫦娥二号最终将从2号塔位发射升天。26日，西昌卫星发射中心的移动塔开始向2号固定发射塔靠拢。中国探月工程新闻发言人今天已经正式宣布，嫦娥二号将于10月1日的18时59分57秒在西昌卫星发射中心发射到月球，开始了月球之旅。 嫦娥二号发射火箭残骸在10月1日19时11分坠落在江西省吉安市周围的村子
嫦娥一号卫星总设计师和总指挥叶培建2008年2 月21号透露，嫦娥二号卫星将于2010年10月1日发射，用约120小时的时间直飞月球。 嫦娥二号是嫦娥一号卫星的姐妹星，同样由长三甲火箭发射。由于嫦娥二号的主要任务是要获得更清晰更详细的月球表面影象数据和月球极区表面数据，因此卫星上搭载的CCD照相机的分辨率将更高，达到十米左右，其它探测设备也将有所改进，所探测到的有关月球的数据将更加详实。 嫦娥一号卫星总设计师和总指挥叶培建：(嫦娥)二号星的飞行程序和(嫦娥)一号相似，关键是它的工作轨道是200公里，我们准备把它降到100公里，应该在2010年10月发射嫦娥二号。 叶培建说，与嫦娥一号相比，嫦娥二号最大的优点就是到月球上更快了，嫦娥一号环绕地球飞了7天，然后才飞向月球。而嫦娥二号将直接飞到月球，飞行时间大概需要120个小时。 叶培建介绍，嫦娥工程分为三步，在实现卫星绕月之后，将是发射着陆器到月球上。关键技术的攻关工作目前已经开始，将在两年内获得突破。 叶培建说，嫦娥二号是我国月球探测第二期工程的先导星，为二期工程积累工程经验。除了“直飞”月球外，嫦娥二号还可以使拍摄的月球图片分辨率从120米提高到10米。他透露，由于嫦娥二号的分辨率更高，将能看到人类过去包括中国人在月球上留下的痕迹。他指出，嫦娥系列卫星的主要目的是对月球进行探测。目前嫦娥三号也进展顺利，完成了方案阶段研制工作，已进入初样研制阶段，进行技术测试。“初样阶段大概1到2年能完成，然后便进入正样阶段。按计划，将在2013年之前发射，并最终落在月球上。” 谈到中国未来的探月计划，叶培建透露，在嫦娥三号之后，中国还会有嫦娥五号、嫦娥六号卫星，发射后将进行返回。