2013年12月14日中國嫦娥三號月球探測器成功降落在月球虹灣地區(qū)，此次成功登月是繼蘇美之后，中國成為第三個實現(xiàn)月球軟著陸的國家，而軟著陸的成功，也意味著中國具備了獨立進行地外天體就位探測的能力，所以此次登月的成功意義深遠。3750KG，38萬公里，嫦娥如何減速、調(diào)整、接近、懸停、避障和緩速下降實現(xiàn)軟著陸，是整個登月的關(guān)鍵，由于月球表面沒有大氣層，所以7500N變推力制動成為減速關(guān)鍵。
變速發(fā)動機減速 從15公里高度降至月球表面，這驚心動魄的12分鐘被稱為“黑色12分鐘”。這期間，人工干預(yù)的可能性幾乎為零。
嫦娥三號擁有量身定制的變推力發(fā)動機，它朝著嫦娥三號落月運動的反方向作用，從而實現(xiàn)減速，只有發(fā)動機“推得精”，嫦娥三號的速度才能“變得準(zhǔn)”。嫦娥三號推進分系統(tǒng)由1臺7500牛變推力發(fā)動機和若干臺姿控發(fā)動機組成，這臺發(fā)動機是我國目前推力變化范圍zui大的發(fā)動機。這是變推力發(fā)動機在我國航天事業(yè)中的首秀。
短短幾分鐘內(nèi)，嫦娥三號在導(dǎo)航制導(dǎo)控制系統(tǒng)的指揮下改變推力大小，完成主減速和快速調(diào)整。速度從每秒1.7公里降至大約每秒50米，高度從15公里降至不到3公里。
探測器系統(tǒng)自主導(dǎo)航
嫦娥三號裝備了全新的測距測速敏感器以及地形識別設(shè)備。導(dǎo)航制導(dǎo)控制系統(tǒng)將測速測距數(shù)據(jù)和地形數(shù)據(jù)結(jié)合判斷，zui終形成一套完善的策略來控制推進系統(tǒng)，確保實現(xiàn)平穩(wěn)降落。
動力下降段測距測速敏感器發(fā)揮重要作用。安裝在著陸器上的測距測速天線，像靈敏的“觸角”，實時收發(fā)射頻信號，并及時傳遞至探測器控制系統(tǒng)，實時掌握嫦娥三號著陸器相對于月球表面的速度和位置。
懸停壁障 嫦娥三號在接近段有一次光學(xué)成像，先大范圍找一個相對平的地方挪到那附近。然后一百米懸停的時候再找一個更平坦的小范圍，停的目的就是讓嫦娥三號避開障礙、搜索安全著陸區(qū)。嫦娥三號預(yù)選著陸區(qū)虹灣相對平坦。但月球表面仍然存在坡度、石塊等不確定地質(zhì)條件。嫦娥三號攜帶的測距測速儀，激光三維成像敏感器等就相當(dāng)于嫦娥的“眼睛”。它們對月球表面快速掃描，并繪制出立體影像。激光三維成像敏感器的測量范圍是50至120米，大約從距月面100米處開始工作，為嫦娥三號提供著陸區(qū)三維地形信息，幫助它避障。
緩沖落月 經(jīng)過粗避障、精避障，嫦娥三號距離自己選擇的著陸點只有數(shù)米時，進入無動力下降。著陸時，“嫦娥”的垂直速度不大于4米每秒。地外探測器的落地緩沖可以用氣囊或者緩沖腿，嫦娥三號采用了四條著陸腿。它因此成為我國*個帶腿的航天器。著陸器緩沖吸能部件，采用了一種具有優(yōu)異力學(xué)性能、高吸能本領(lǐng)的新材料，確保著陸器以舒適的方式著陸，而不翻倒。這四條腿著陸時承受巨大的沖擊，卻能保證嫦娥三號強、輕、柔、穩(wěn)地落月。
著陸過程
距月面15公里（主減速段）
利用7500牛發(fā)動機進行制動，將探測器的速度降至57米/秒。采用慣性導(dǎo)航，并引入激光、微波測距和測速信息進行修正
距月面3公里（快速調(diào)整段）
發(fā)動機維持一定推力，高度下降600米
距月面2.4公里（接近段（粗避障））
發(fā)動機維持一定推力，通過光學(xué)成像敏感器對著陸區(qū)進行監(jiān)測，確定安全著陸區(qū)并避障
距月面100米（懸停段）
探測器保持懸停狀態(tài)，對著陸區(qū)進行精障礙檢測，使用三維成像敏感器對著陸區(qū)進行觀測，選擇安全著陸點
避障段（精避障）
根據(jù)懸停段給出的安全著陸點相對位置信息，著陸器下降至著陸點上方30米。主發(fā)動機推力根據(jù)相應(yīng)速度進行自適應(yīng)調(diào)整
距月面 30米（緩速下降段）
發(fā)動機維持一定推力緩慢下降，降至月面附近時發(fā)動機關(guān)閉，著陸器依靠自身重力在月面軟著陸
