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规定，月球及其自然资源是人类共同财产，任何国家、团体和个人不得据为己有。但是，当前，主要航天国家和组织正加紧实施月球探测计划。作为联合国外空委员会的成员国，我国开展月球探测，并取得一定成果，才具有履行《月球条约》和分享开发月球权益的实力，维护我国的合法权益。
第二，月球是人类研究宇宙和地球本身的最佳平台。科学家认为，通过利用月面上没有人为改造和破坏的某些本来面目研究月球，了解月球的成因、演变和构造等诸方面的信息，有助于了解地球的远古状态、太阳系乃至整个宇宙的起源和演变，有助于搞清空间现象和地球自然现象之间的关系，可以极大地丰富人们对地球、太阳系以至整个宇宙起源和演变及其特性的认识，从中寻求有关地球上生命起源和进化的线索。
第三，月球是促进科技的进步和发展的重要载体。开发月球是空前艰巨的事业，需要解决一系列难题，这必然会带动诸如大推力火箭、巨型航天器、高速飞行、人工智能、计算机、机器人、加工自动化、精密仪器、遥感作业、通信、材料、建筑、能源等工程技术以及空间生物、空间物理、空间天文等科学技术的突飞猛进。
第四，为开发利用月球资源做准备。据探测，月岩中含有地壳中的全部物质元素，约有60种矿藏。在月球岩土中，具有丰富的氧、铁、镁、钙、硅、钛、钠、钾、锰等物质，初步估计共含有8万亿吨铁。此外，月球上有丰富的能源，尤其是月球上的氦3是地球上所没有的核聚变反应的高效燃料，据估计，在月壤中氦3的资源总量可以达到100万～500万吨，能够支持地球7000年的电量需要。
第五，促进深空探测。月球表面的引力只有地球表面的六分之一，因此，航天器从月球上起飞，可大大节省能源。月岩土壤中氧占40％，可以就地生产推进剂和作为受控生态环境和生命保障系统的氧气来源。硅占20％，可以为航天器制作太阳电池阵，其他金属可以为航天器制作各种部件设备。还可以用月球作中转站，为过往的航天器进行检修和补充燃料。
第六，进行天文观测和研究的平台。月球表面的地质构造极其稳定，月球直接承受太阳的辐射，没有大气层对光线和电波的吸收、散射和折射等干扰，没有尘埃污染，没有磁场，月球的背面没有人造光源和射电的干扰，地震很微小。同时，月球有漫长的黑夜，黑夜温度极低。这种环境为建造高精度天文观测台提供了理想的场所。
第七，推动经济发展。开发月球，可以产生难以估量的经济效益，而且其他技术的二次开发应用，势必促进工业的发展与提升。如美国研制和发射“阿波罗”号载人飞船时，就产生了3000多项专利，带动了高新技术产业的发展，在“阿波罗计划”中，每投入1美元，就会带来5美元的效益。
当然，月球上相当多的状态还属于理论推算或试验预测，真正定性、定量分析尚需要进行实际的科学考查才能得出准确答案，这也是中国开展这项工作的出发点。
月球探测工程是我国航天领域重要的标志性工程，对于凝聚全国人民的精神，推动国民经济的发展，促进科学技术事业的进步，增强我国的综合国力都具有重大的现实意义和深远的历史意义，工程的实施将为我国空间科学和航天技术发展建立新的里程碑，在我国继实现应用卫星、载人航天飞行之后，填补我国在深空探测方面的空白。在空间科学方面，将首次对地球以外的星体和空间环境进行近距离和接触式探测，使我国对于空间科学的认识大大深化。在航天技术方面，将逐步实现多项重大突破，必将为我国在相关研究领域培养出一大批高素质、高水平的人才。
在实施月球探测工程的同时，将带动和促进我国基础科学和高科技的发展，将会促进宇宙学、比较行星学、月球科学、地球与行星科学、太阳系演化学、空间天文学、空间物理学、空间材料科学、空间天气与空间环境科学等的创新和发展，这些学科的进展又将带动更多的基础学科交叉、渗透与共同发展。工程是一项多学科高技术集成的系统工程，实施这样的战略工程将推进航天工程系统集成、深空测控通信、新型运载火箭和航天发射等航天技术跨越式发展，带动信息技术、新能源技术、新材料技术、微机电技术、遥感科学等高新技术的发展。通过实施月球探测工程，对我国航天领域开展国际合作将是一个推动，在世界掀起新一轮月球探测高潮之际，为我国在探月的跨国界合作与交流领域开展国际合作提供了广阔的空间，将会促进多层次、多渠道国际合作的步伐。
各国的探测计划虽然有早有晚，但所装置的仪器却根据自己的情况各有千秋。如欧洲的探月计划侧重于验证航天技术和星上搭载仪器，日本则专注于研究月球内部构造的演化和形成，我国的“嫦娥工程”则重点研究月球资源分布，印度的探测任务与我国相近，但任务范围则相对较小。由于探测任务的侧重点不同，中国探测器与欧洲航天局和日本的探测器所配备的科学仪器也有很大的不同。
孙家栋组织相关人员认真分析了国外探月活动的经验教训，使他所领导的专家和技术队伍胸中更加有底，更加信心十足，虽然地月之间距离遥远以及迄今尚未进行过月球探测活动等因素，但中国的月球探测工程将更多地采用目前世界上最成熟的技术。虽然许多技术问题还需要进一步试验和攻关，但经过专家们的多方论证的结果是：中国的探月工程不论是总体还是各系统、各分系统、子系统都已不存在“颠覆性”的技术问题。
根据国家统计局发布的关于2005年GDP初步核实数据的公告，中国2005年GDP现价总量为18万亿元人民币，国家经济实力的增强促进了航天的发展，首期绕月探测的总经费大约为14亿元人民币，据推算，相当于在北京修建约两公里地铁所需的费用，所以，开展探月工程需要的资金既不是天文数字，也不会拖国家建设的后腿。
孙家栋认为：中国目前已具备拓展航天活动领域的基本条件和需求，开展以月球探测为起点的深空探测是必然选择。过去我们的航天活动都是围绕地球做文章，现在月球探测则拉开了中国深空探测的帷幕。国家决定上马月球探测工程，我们将充分利用成熟技术，大胆采用我们已经具备的当代高新技术，尽可能用最少的投资，在最快的时间里，“快、好、省”地获得月球探测第一手资料，将为后续更加深入的探测积累经验、创造条件。随着月球探测各期工程的分步实施，中国将逐步突破绕月探测关键技术、月球软着陆及自动巡视勘察技术、月球自动采样及地月往返技术，研制和发射月球探测卫星、月球软着陆器和月球车、月球采样返回器，建立并逐步健全月球探测航天工程系统，为未来的深空探测活动奠定技术基础。国家批准工程立项后，探月卫星在远地轨道的控制、紫外遥感月球、接近月球时的减速“刹车”等月球探测关键技术难题，也一定会逐项得到解决。
随着时间的飞快推进，探月工程在稳步进行，在孙家栋的领导之下，总体技术的难关逐项得到了攻克，每一步艰辛后面都显现出了可喜的成果。国防科工委适时召开工作会议，总结、检查、部署工作。
2005年1月，国防科工委在北京召开了绕月探测工程第二次工作会议，绕月探测工程五大系统二百余名代表参加了会议。会议要求全体人员，应以高度的政治责任感、使命感抓好这一具有战略意义的工程，在工程实施过程中，每一个承担研制的单位都应以大局为重，树立大局意识，加强工程组织领导，完善系统工程管理。实施月球探测工程是中国向深空探测迈出的第一步，应充分认识到工程的艰巨性、复杂性，下大力气做好技术攻关。在研制过程中，以质量和可靠性作为中心环节，以质量促进度、保成功。航天探测是高技术、高效益，同时也是高投入、高风险的科学活动，积极开展国际合作，是快速提升技术水平、节约投入、分散风险、培养人才的捷径，因此要实施请进来、走出去的战略，推进航天领域的国际交流与合作。最后应通过探月工程的实施培养一批勇于探索的年轻的高科技人才。
2006年3月24日，国防科工委在北京召开了绕月探测工程第三次工作会暨决�