以“绕、落、回”为战略步骤的中国探月工程，经过了整整10年的论证和准备时间，真可谓“十年磨一剑”。
欧阳自远在10年里奔波辗转于祖国各地，在书案前奋笔疾书，在会议上慷慨陈词，几乎没有一个休息日。为了自己心中的梦想，也为了13亿国人的共同追求，他不愿也不敢停下自己的脚步。
探月工程开始起步
1992年，我国“载人航天”项目国家批准立项，表明我国在实施人造地球卫星和卫星应用的基础上，跃上了一个新的台阶，开展载人航天。同时也表明我国的经济实力、技术能力和科技队伍有了明显的增强与提高，再努一把力，完全可以开展月球探测。1993年，欧阳自远通过中国空间科学学会向“863计划”专家组提出建议，我国应该开展月球探测工程。
“863计划”专家组要求递交一份正式申请立项的报告。几个月后，经过863专家组的讨论、审查与批准，正式立项。研究任务是提交《中国开展月球探测的必要性和可行性研究》报告；研究期限为1—2年；研究经费为2.5万元，用于出差、住宿、调研、专家咨询与论证和编写报告等。
欧阳自远的课题组成员分工调研，调研任务包括：系统整理与分析总结国际月球探测的形势与发展趋势，包括月球探测的目标、历程、成果，未来的探测计划与发展趋势；与我国月球探测相关的科学研究，技术能力与水平的研究、分析与评估，提出需要突破的关键技术问题与需要加强的科学研究领域；我国开展月球探测对突破高新技术、提升技术能力、促进科技进步、推动经济发展、加快人才培养的作用与意义；中国开展月球探测的战略目标与规划轮廓；中国实施月球探测的相关组织、政策的建议等。
在这份报告里，得说清楚的第一个问题，就是我们国家有没有必要做这件事情，或者是不是可以推迟到国家富强了再做。因为月球探测这一块牵扯面太多，可能用钱也会很多，中国还是发展中国家，人民日子还不富裕。这份报告，首先要让各部门认识到完全有这种需要，也完全有可能实现，报告的题目自然是《中国开展月球探测的必要性和可行性研究》。
对于月球的关注和对国际上月球探测的跟踪，欧阳自远领着地球化学所里前前后后几十号人，已经进行十几个年头了，可谓松伞一杆，“咬住青山不放松”。要形成正式文字，还需查阅、查证大量资料，进行分析评估，提出发展趋势、未来走向与格局。成文后还要向有关院士、专家和相关机构的官员咨询与论证。最后报告成文提交给“863计划”专家组， 整整用了一年时间。
其必要性，用有限的一段话概括就是：
月球探测是一个国家综合国力的体现，对于提高我国在国际上的威望，增强民族凝聚力很有意义。整个航天技术分为三大领域：卫星应用、载人航天和深空探测。我国在前两项已经取得了很大成就，深空探测至今还是一片空白，而开展月球探测，将是中国实现深空探测零的突破的最佳选择。开展月球探测将是我国航天活动的第三个里程碑，也是我国高新技术发展的一个重要标志与重大机遇。
面对国际航天大国重返月球的战略部署和发展趋势，中国必须尽快开展月球探测，有所作为。通过探月工程的实施，将突破一系列关键技术，大力推进我国一系列高新技术的创新与发展，推动国民经济加速发展，开拓我国月球与行星科学深化研究的新局面，培养与锻炼一大批工程技术与科学研究的骨干队伍。
此外，月球上的矿产资源、能源和特殊环境，是将来人类社会进一步开疆辟土的重要领域。如果中国一直袖手旁观下去，对于月球将丧失发言权，难以维护我国的合法权益。
其可能性，报告里介绍道：
自20世纪60年代中期开始，我国学者对月球的空间环境、地形地貌、矿物与岩石类型、地层划分、火山与岩浆活动、大地构造、撞击坑的分布与年龄、月球与地月系统的起源与演化历史进行了系统的综合分析研究，一直跟踪国际月球探测的研究与进展，并编写了《月质学研究进展》《天体化学》《月球探秘》等专著和众多的研究论文与科普文章。1978年我国的科技人员利用我国最先进的仪器与装置，全面、系统、深入地分析、测试与研究了阿波罗-17月岩样品，发表了14篇研究论文。近十多年来，在有关月球的探测与研究方面，更做了大量工作。我国已有一支从事月球探测的综合性科学技术队伍……
在月球探测技术方面，我国现有的“长征”系列运载火箭与发射场能适应发射月球探测器的基本要求。月球探测器的各分系统，如结构、热控制、自控、轨控、电源、测控、数据管理等系统大部分可继承已有的研究成果。我国已具有多年研制空间环境探测器和空间遥感器的经验；在空间环境探测器和星载遥感器及其在轨运行管理的经验等方面，已为实施与完成我国月球探测任务提供了必要的基础设施。我国已有的S频段测控系统，再增加甚长基线干涉系统，可以实现月球探测卫星的精确测控与通信……
“863计划”专家组收到欧阳自远课题组提交的《中国开展月球探测的必要性和可行性研究》报告后，组织专家委员会对《研究报告》进行审查与验收，听取研究课题组的报告，经过答辩后，一致予以通过。专家委员会认为报告以充分的事例与翔实的数据说明，月球探测工程不仅不会拖我们国家经济建设和国家发展的后腿，相反，还能有力地推动科技进步、经济发展和科技队伍的成长。而且，我国已经具备开展这一工程的实施能力。从呈报立项报告到“863计划”专家组评审验收，整整用了两年时间。
一个庞大的工程
我曾问过欧阳自远，一份在心中早已成熟的报告，为何前后用了两年时间？
欧阳自远回答：“必要性比较好写，可行性的难点在于中国探月工程五大系统的现状、技术水平与能力还有哪些关键技术需要突破。必须经过深入了解，综合分析，实事求是，数据和技术指标必须准确与翔实，提出的观点要经得起论证。要广泛征求各领域有真知灼见的专家意见，绝非我一个人和我的课题组就可以做到的。我们用了一年多的时间，完成报告的编写，自信是可以通过的。”
执行任何一次空间探测任务，并不是只靠探测器本身就能完成的，月球探测的成功也同样如此。必须依靠若干大系统相互配合、相互支持，才能达到预定的目标。我国的卫星和月球探测工程一般由五大系统组成，即探测器系统、运载火箭系统、发射场系统、地面测控系统以及地面应用系统。
探测器系统是完成航天任务的具体载体，是一个空间飞行器。由它携带各类有效载荷在太空运行，完成相应的科学探测任务。
运载火箭系统是将人造地球卫星、载人飞船或空间探测器等航天器送入预定轨道的工具，它通常由多级火箭组成，在使航天器达到所需的位置和速度后即与探测器分离。
发射场是发射航天器的场所。航天发射场的基本任务是，为运载火箭、航天器提供满足技术要求的转载、总装、测试及运输设施；为航天器发射提供全套地面设施；组织、指挥、实施测试、发射及飞行上升段的指挥、调度、监控、显示和通信；完成运载火箭上升段的跟踪测量和安全控制；为航天指挥控制中心提供有关参数和图像；提供航天发射区的后勤服务保障。
航天器升空后，地面站需要随时了解它的各种信息，并向它发出各种指令。测量和控制航天器的飞行参数，正是由地面测控系统完成的。
地面测控网是对运载火箭和航天器跟踪测轨、接收与处理遥测信号以及发送遥测信号的综合系统。无线电微波传播是测控系统的基础，由于地球表面是一个近似球面的曲面，一个地点的地面站就不可能实现对运载火箭和航天器进行全航程观测。为此，必须用分布在不同地点的多个地面站“接力”跟踪才能完成测控任务。地面测控网由多个测控站、测控中心和通信系统组成。测控站直接对运载火箭和航天器实施跟踪测轨、遥测信号接收、发送遥控指令和注入数据。测控中心对各测控站进行任务管理，将测量数据汇集连接，进行分析处理和信息生成，并向各测控站发送时间统一信号，即时统信号。通信系统完成测控中心与各测控站发射控制中心以及航天器回收场指挥站之间的数据、图像和语音传输。通信系统采用有线、无线和卫星通信等多种手段，专用于测控网。测控中心从发射指挥中心获取发射进程信息，接受发射控制中心的统一任务调度。
地面应用系统负责接收航天器在空间运行过程所获得的全部探测信息，加以解译、处理、判断和分析，进行各种相关校正，获得最终所需要的、不同等级的应用信息，进行不同等级应用数据的储存与发布。地面系统还承担月球探测科学目标地制定，各种科学探测有效载荷的地面验证和在轨运行状况，科学探测数据的研究与开发利用。我国已有的卫星与载人航天地面应用系统不能满足月球探测的需要，要新建适应月球探测及其未来发展需要的地面应用系统。
制订探月的总规划
1995年，《中国开展月球探测的必要性与可行性研究》报告通过后，引起中国科学院高技术局的高度重视，利用中国科学院创新研究经费，支持欧阳自远的课题组转入研究中国开展探月的发展战略与长远规划的研究，再用2—3年时间去论证一个问题：中国若要开展月球探测工程，它应该如何长远布局与分步实施。
课题名称是《中国月球探测的发展战略与长远规划》。
根据我国的科学技术水平、综合国力和国家整体发展战略，以及参考世界各国重返月球的战略目标和实施计划，我国的月球探测近期应以不载人为宗旨，是探月，而不是登月。
中国的无人月球探测分为三期，即第一期“环月卫星”，第二期“落月探测”，第三期“采样返回”。在完成中国月球探测三步走的计划后，第二阶段的目标是载人登月。第三阶段是在实施载人登月的基础上，建设月球基地，开发利用月球，支持人类社会的持续发展。
“环月卫星”探测阶段，研制和发射我国第一颗极轨月球探测卫星，计划环绕月球运行一年，对月球进行全球性、整体性与综合性探测，以获取月球的三维立体图像，就月球的地貌地形、物质成分、月壤特性和近月空间环境等进行科学探测。该工程将在确保成功的前提下，从总体上体现中国特色和技术进步，完成以下五项基本任务：突破月球探测基本技术；研制和发射我国第一个月球探测器——月球探测卫星；首次开展月球科学探测；初步构建月球探测卫星航天工程系统；为月球探测后续工程积累经验。
“落月探测”就是探测器系统在月面软着陆，开展着陆器的就位探测与月球车的月面巡视勘察，对着陆区进行精细探测。两种探测方式的组合，在国际上已有的月球探测方式中尚属首次。二期工程既是一期工程的延伸与拓展，也是一期工程的深化与跨越，更是三期工程的必要基础，具有承上启下的重要作用。它以突破月球探测相关技术并获取高精度的科学探测数据为目的，掌握开展深空探测所需的一系列关键技术，推动对月球科学研究的进一步深化，获得一批自主创新的月球科研成果，建立起较为完整配套的深空探测研究、设计、生产、试验和应用体系，培养并沉淀出一支高素质的人才队伍，为进一步的深空探测科学研究和航天活动奠定坚实的技术、物质和人才基础，带动相关产业发展并促进科学技术进步。这一阶段的基本任务是发射月球软着陆器，试验月球软着陆技术和过夜技术；研制和发射月面巡视车；精细探测着陆区和巡视区的地形地貌与地质构造、就位分析物质成分及其分布规律、测量着陆区月壤的物理力学特征、获取日—地—月空间环境参数，为未来月球基地的选址提供月面环境、地形、月岩等化学与物理性质的数据。
“采样返回”就是月面取样后返回地球阶段。嫦娥三期工程是在二期工程基础上的一个腾飞，更是后续载人登月工程的一个起点，同样具有承上启下的关键作用。它以突破在月面上采集样品技术、自动钻孔取样技术、返回舱返回地球技术以及在地面实验室深入系统开展月球样品的分析测试与研究，科学探测、采集并返回样品等为总目标，对着陆地区进行考察，为下一步载人登月、建立月球前哨战的选址提供数据和科学、技术、人才与设施的基础，并深化对地月系统起源与演化的认识。这一阶段将研制、发射月球软着陆器和返回舱一体化设计的探测系统；研制月球样品采集设备、试验采集技术，采集关键性样品并返回地球，开展系统的测试、分析与研究工作。
2001年，欧阳自远向时任国防科工委副主任、国家航天局局长栾恩杰汇报中国月球探测的发展战略与长远规划，详细叙述了世界月球探测的发展形势，月球探测的走向与趋势，中国的月球探测如何具有自己的特色和创新，中国月球探测发展战略的总体构思。详细解释中国月球探测划分为三个大阶段：无人月球探测阶段；载人登月阶段；建立月球基地、开发利用月球，支持人类社会的可持续发展阶段。第一阶段的无人月球探测，又划分为三期，即“环月卫星”“落月探测”“采样返回”。
栾恩杰副主任非常赞同欧阳自远制定的《我国月球探测的发展战略与长远规划》。他提出一个很好的建议：为了便于领导和公众理解，简明扼要，将《我国月球探测的发展战略与长远规划》中提出的第一阶段无人月球探测划分的“环月卫星”“落月探测”“采样返回”改称为“绕”“落”“回”。
栾恩杰副主任还将中国月球探测的三个大阶段，即无人月球探测阶段，载人登月阶段，建立月球基地、开发利用月球，支持人类社会的可持续发展阶段，简明扼要地综合简化为“探”“登”和“驻”，并指出三大阶段是人类探测月球的共同途径。
1997年，中国科学院、国防科工委接受了欧阳自远团队的第二个报告：《我国月球探测的发展战略与长远规划》。中国科学院组织国防科工委、中科院相关研究所、总装备部、航天集团公司、各相关高校等多方面专家进行评审与答辩，专家委员会一致同意《我国月球探测的发展战略与长远规划》通过评审。
《我国月球探测的发展战略与长远规划》已成为我国月球探测总体规划和分阶段实施的依据。
