發射入軌
看點：“零窗口”準時發射，嫦娥二號首次被直接送入地月轉移軌道，將比嫦娥一號節省7天到達月球
嫦娥二號衛星由長征三號丙運載火箭送入近地點高度200公里、遠地點高度38萬公里的直接奔月軌道，這在我國航天發射是第一次。同時瞄準“零窗口”也就是在預定發射時間成功發射。嫦娥二號衛星直接奔月，相比嫦娥一號衛星繞地球三圈后再進入地月轉移軌道，將節省7天時間到達月球。
所謂的“零窗口”，是指在預定發射時間正負一秒內發射出去。一般是指在發射窗口前沿發射，比如預定19時至19時30分的窗口發射，如果瞄準窗口前沿即19時準點發射，送到軌道后，比起在窗口后期發射，衛星變軌時效率更高，更節省燃料，后續的在軌工作也會更加順利。
嫦娥二號衛星總設計師黃江川介紹說，“零窗口”發射很難，需要幾大系統協同，任何一個系統出問題都不能實現。如果按窗口后沿發射的話，要比“零窗口”發射多用大概100公斤燃料。
此次嫦娥二號衛星被直接送入地月轉移軌道，要求火箭推力更大，控制更精密，需要突破運載火箭直接將衛星發射至地月轉移軌道的發射技術。
“這種軌道的發射，拿打靶來比喻，以往發射的軌道是在打固定靶，嫦娥二號衛星我們打的是一個移動靶，顯然難度更大。”長征三號甲系列火箭主任設計師李聃介紹。
奔月過程
看點：科學儀器首度在途中打開，首次給地球和月球拍照，深空測控技術啟動
進入地月轉移軌道后，嫦娥二號衛星的奔月飛行旅程約為112小時。衛星上探測空間環境的科學儀器將首度在途中打開，深空測控通信技術的試驗也將開始，同時衛星還要在路上不時給地球和月球拍照。
在嫦娥一號奔月時，科學有效載荷在途中并沒有開機。此次嫦娥二號奔月，高能粒子探測器、太陽風離子探測器等部分科學有效載荷將在途中開機，對地月空間環境進行探測。高能粒子探測器將是第一臺打開的儀器。
探月工程月球應用科學首席科學家嚴俊說，“嫦娥二號任務開始的時候正好是太陽活動峰年。從地球到月球之間，正是探測空間環境難得的好機會。”
這次嫦娥二號衛星還將第一次在途中給地球和月球分別照相，在不同距離處分別獲得地球和月球的完整圖像。
抵達月球
看點：在近月點精準“剎車”，被月球成功捕獲后，順利進入100公里軌道繞月
嫦娥二號衛星到達距離月球表面100公里高的近月點時，需要實施近月制動，也就是“剎車”，否則將會撞上月球或者擦身而過。之后再經過變軌和兩次“剎車”，最終進入高度為100公里的環月工作軌道，這也將標志嫦娥二號任務的基本成功。而接受考驗的將是100公里月球軌道捕獲技術和環月飛行軌道控制技術。
相比嫦娥一號在200公里處被月球捕獲，嫦娥二號實施近月捕獲時飛行速度更快、軌道更低、制動量更大，同時月球不均勻重力場對衛星軌道的攝動影響也相應增大，大大提高了對衛星制動控制精度的要求。黃江川介紹，風險是在首次月球制動，制動之后是一個近月點100公里、遠月點10000多公里的環月大橢圓軌道，它幾乎是唯一的。因此如果制動過晚衛星就逃逸出去了，如果制動不精確就會撞上月球。
在嫦娥二號衛星抵達距離月球表面100公里高的近月點時，測控系統對衛星進行第一次近月制動，如同汽車行進中踩“剎車”一樣，進入環月大橢圓軌道。此后再經過1次軌道平面機動和2次“剎車”，最終進入高度為100公里的環月軌道，最后通過遠程測控，衛星完成巡航姿態建立等程序，在預定軌道上正常工作。
降軌探測
看點：衛星變軌到距月球15公里低軌道上，對月球虹灣預選著陸區拍攝分辨率優于1.5米圖像
嫦娥二號衛星在100公里的環月軌道上調整并運行一段時間，將在月球背面自主降軌，進入一個近月點15公里、遠月點100公里的橢圓軌道，然后順軌道飛到月球正面的虹灣上空，在最近為15公里高度對虹灣預選著陸區進行拍攝。2天探測結束后，衛星要在月球背面再自主變軌，重新回到長期繞月運行軌道也就是100公里的環月圓軌道，繼續開展技術試驗和科學探測。
由于嫦娥三號探測器的月球備選著陸區虹灣位于月球正面，因此嫦娥二號衛星要在最近點接近虹灣，就必須在其反方向降軌，恰恰是在月球的背面變軌。專家介紹說，“這樣我們就看不見衛星，測控夠不著，只能靠衛星自主去完成降軌，這個相對嫦娥一號風險就大大提高”。
據黃江川介紹，衛星自主控制降軌時的變軌時機是關鍵，因為變軌時機決定了之后的近月點的位置，如果時機不對，到時候衛星在15公里的近月點位置和備選著陸區會有誤差。
另外一個風險是，由于衛星環月運行高度只有100公里，近月點高度最低只有15公里，月球的不均勻引力，加之月球表面有很多環形山，最高的達到9000米高度，比珠穆朗瑪峰還要高。整個降軌過程因此將考驗100公里乘15公里軌道機動與快速測定軌技術。當嫦娥二號衛星飛到備選著陸區上空15公里處，衛星上搭載的新研制的TDI—CCD立體相機將對這片地區進行優于1.5米分辨率的成像，勘察地形地貌。從降軌到回到原來100公里環月圓軌道，嫦娥二號一共將飛行31圈66個小時。據專家介紹，衛星在這個100公里乘15公里軌道上飛的時間越長，相應風險越大。
半年環月
看點：完成科學任務和深空技術試驗，抵御空間環境風險
嫦娥二號衛星完成備選著陸區探測后，又將重新回到高度為100公里的環月近圓軌道，并將在這個軌道上運行半年，在此期間，嫦娥二號衛星還將開展其他科學任務，并繼續測試X頻段深空探測技術。同時，還需要抵御太陽活動等造成的空間環境風險。
據介紹，包括虹灣地區高分辨率圖像在內的科學數據接收和處理，都將由地面應用系統來完成。嫦娥二號任務地面應用系統總指揮劉曉群說，嫦娥二號傳輸科學數據的能力比嫦娥一號強2倍，從3兆碼速率擴展到6兆碼速率，同時還將試驗12兆碼的傳輸能力，這將保證嫦娥二號衛星獲得的高分辨率數據能夠盡快傳到地面。
長期在軌飛行，還需要時常不斷對軌道進行修正。黃江川介紹，不論是100公里還是200公里的軌道，都是一個約數，比如運行半個月以后它可能遠月點還是100公里，但近月點可能就變成了80或90公里，因此時常要對這個軌道進行修正，同時需要保持精心觀測衛星狀態。
此外，太陽每11年會有一次概率很大的劇烈活動，像太陽黑子爆發通常對航天器會有影響，嚴重的話可能會使衛星上的電子元器件損壞。輕微的話，也可能會有一些臨時性故障，這些故障可能會對衛星的飛行造成影響，比如說衛星被迫轉入安全模式，或者本來正對月球進行探測，但受到空間環境的干擾，衛星可能要進入保能源、保安全的狀態，就需要地面發指令再回到原來的狀態。黃江川說，從設計上來說，都有充分的手段可以抵抗這些空間環境的影響。
