月船一号（Chandrayaan-1）是由印度发射的月球探测卫星，于当地时间2008年10月22日上午由印度的极地卫星运载火箭PSLV发射升空，发射地点位于印度东海岸Satish Dhawan航天中心。2009年8月29日，由于月船一号和地面失去联系，宣告这次月球探测任务结束。

2003年11月印度政府正式批准向月球发射探测器的建议。月船一号的科学任务包括绘制三维月图、探测月表化学元素和矿物资源分布情况、探测氦-3储量以及寻找月球存在水的证据。月船一号的主体结构为边长约1.50m的立方体，发射质量为1304kg，到达月球工作轨道时的质量为590kg。月船一号主要由太阳能电池帆板供电，月食时由锂电池供电。该探月卫星装有11台总质量为55千克的科学探测仪器，其中5台是印度制造的，另外6台是其他国家研制的。

月船一号的首次发射标志着印度继美、俄、欧、日、中之后成为第六个“月球俱乐部”成员。

2007年9月24日，印度空间研究组织主席奈尔在第58届国际字航联合会大会上称，随着印度太空技术的不断发展，印度空间研究组织的太空探索使命已进入第二阶段，未来数十年印度将开展载人航天计划。

月船一号进行为期2年飞行任务，计划的科学目标是:在可见光、近红外、低能X射线和高能X射线范围内对月球进行高分辨率遥感观测。其具体目标包括:绘制三维月球表面地形图（空间分辨率为5~10m）;对整个月球表面进行化学和矿物学绘图，以了解 Mg、Al、Si、Ca、Fe和Ti等元素（空间分辨率约为25km），以及Rn、U、Th等大原子量元素（空间分辨率约为20km）的分布,此外还有探测氦-3储量以及寻找月球存在水的证据。

月船一号计划的任务目标是:实现科学有效载荷、卫星平台和运载火箭与地面支持系统[包括深空网（DSN）地面站]之间的协同工作;完成月球探测卫星的集成和测试、发射，使其成功到达约100km高的极月轨道并进行在轨实验，实现通信和遥控、遥测信号的接收，以及任务数据的快速查阅、存档和科学应用。这颗探测器携带11件科学仪器，其中6件来自美国和欧洲。其轨道高度为100千米。它将进行为期两年的探测，并计划用一颗小型探测器撞击月球，把一面印度国旗投掷到月球上。

2007年，印度太空研究组织的增强型极轨卫星运载火箭（PSLV）的装配已经开始，准备在同年9月从印度东海岸Satish Dhawan航天中心发射印度的月船一号任务。该增强型PSLV运载火箭发射质量约316吨，其推力较标准型更大。

2008年10月22日，印度用极轨卫星运载火箭PSLV-XL发射了其首颗探月卫星月船一号。探测器首先进入了近地点255 千米、远地点22860千米的大椭圆轨道。在绕地运行两个星期的时间里，探测器上的液体发动机适时点火工作5次，按计划把月船一号的远地点逐步提升到37900千米、74715千米、164600千米、267000千米和380000千米。在此期间，探测器上的地形测绘学立体相机（TMC）曾两次成功工作，分别拍摄了地球和月球的照片。

2008年10月29日，它传回首批地球照片。第一张照片拍摄的是澳大利亚北部海岸，拍摄于10月29日上午8时，拍摄高度9000千米，第二张照片拍摄的是澳大利亚南部海岸，拍摄于当天中午12时30分，拍摄高度70000千米。首批照片可能没有什么科学价值，但是科研人员可以检验奔月路线以及整个系统。从照片分析知道“月船一号"携带的照相机工作正常。这意味着探测器上的设备已经准备好拍摄月球。“月球初航"项目经理称，尽管探测器上的11台设备都在地面上接受过试验，但是印度希望在探测器发射之后对设备进行交叉校验，包括设备、数据存储、数据处理系统、下行链路、射频系统和地面天线以及地面图像处理系统。11月4日，它进行了在地球轨道上的第5次、也是最后一次轨道提升，从而使探测器进入远地点38万千米、近地点约1000千米的月球转移轨道。在这次提升中，探测器上推力为440牛顿的液体远地点发动机点火工作了145秒。

2008年11月8日，月船一号顺利进入绕月飞行轨道，当时探测器上的液体远地点发动机（LAM）工作了817秒，成功实施了复杂的月球轨道入轨。印度非常谨慎地执行这次关键的月球轨道入轨，制定的紧急预案已经就位:万一探测器上的远地点控制发动机没有点火，地面人员将使用探测器上的其他推进器完成这次入轨。这是印度制造的航天器首次挣脱地球引力场并飞到月球。印度空间研究组织主席奈尔称:“或许世界上还没有别的国家能像印度一样第一次就进入了如此精确的月球轨道，印度在航天领域现已取得了重要的领先地位。"月船一号的液体发动机是在距月球约500千米的位置上点火工作的，这样可以降低速度，使探测器能被月球引力捕获，从而进入绕月轨道。探测器先是进入近月点约504千米、远月点约7502千米、周期约11小时且经过月球两极的一条椭圆轨道。接着，在11月9日成功进行了首次降轨，探测器上的液体发动机点火工作了约57秒，使轨道近月点从504千米降低到200千米，远月点保持不变，轨道周期约为 10.5 小时。11月11日和 12日又进行了2次降轨，使探测器进入100千米的最终工作轨道。

2008年11月14日晚，月船一号发射了一个电视大小的月球撞击探测仪（MIP），发射后20分钟，它撞击南极洲附近地区月面。随后，其它科学仪器逐步开机，使探测器进入正常探测阶段。月船一号的最终工作轨道高度为（100±15）km，轨道倾角为90°±0.5°，周期为117.6min，相邻两轨在月球赤道的轨迹宽度为32.62km。

2008年11月，月船一号探测器出现温度升高现象，探测器温度比正常值高10℃，这足以影响探测器上设备的正常工作。温度升高的原因尚不清楚，但是科学家称探测器外围的绝热毡能够使温度降低。“月球初航”探测器上已运转的9台有效载荷都工作正常，并传回了数据。到12月的第一周，探测器上的温度恢复正常。

2009年7月17日，印度空间研究组织发表，月船一号探测器的星体传感器发生严重故障，无法正常工作。星体传感器主要负责探测器的绕月飞行定向导航。故障发生后，印度科研人员紧急改用月船一号的天线定位装置和陀螺仪来替代传感器，负责探测器的定向导航。

2009年8月29日，印度空间研究组织发表声明说，印度首个月球探测器月船一号当天凌晨突然与地面失去联系。地面指挥中心最后一次接收月船一号信息是印度当地时间29日0时25分（北京时间29日2时55分）。印度空间研究组织官员S·萨蒂什表示所有试图重新与月船一号建立联系的努力都未成功。这次月球探测任务的负责人M·安纳杜拉伊宣布，由于月船一号和地面失去联系，宣告这次月球探测任务结束。不过，这次任务基本完成预定目标。“这次任务全部结束。我们与‘月船一号’失去了联系，”安纳杜拉伊接受印度报业托拉斯记者采访时说，“但就技术层面而言，‘月船一号’百分之百完成了任务；就科学层面而言，也完成它90%至95%的任务。”

月船一号的主体结构为边长约1.50m的立方体，发射质量为1304kg，到达月球工作轨道时的质量为590kg。它装有11种科学有效载荷，采用3轴稳定，通过陀螺仪、2个星敏感器和4个反作用轮进行姿态控制。在绕月飞行期间，月船一号利用双组元推进系统到达指定的月球轨道，并进行轨道维持。推进系统装载的推进剂足够2年任务期所需，并有适当富余。月船一号采用单翼太阳电池阵，展开后与卫星的俯仰轴成30°，最大输出功率为700W，提供整个任务期间所需的大部分电能。在无光阶段，月船一号则改由锂离子蓄电池供电。月船一号在月球轨道运行时，其天线利用双轴万向节机构跟踪地球站。遥测、跟踪和指令（TTC）系统通信在S频段，科学有效载荷数据则利用0.7m直径的抛物面天线在X频段传输。探测卫星装有3台主要用于存储有效载荷数据的固态存储器，其中，第1台的数据容量为32GB;第2台的数据容量为8GB，除存储科学有效载荷数据外，还存储卫星姿态信息（来自于陀螺仪和星敏感器）、卫星星务参数和其他辅助数据;第3台的数据容量为10GB，只供月球矿物学绘图仪（Moon Mineralogy Mapper）使用。

一是体积小。印度月船一号的星体为边长约1.5米的立方体。二是质量轻。月船一号发射质量为1304 千克。三是造价低。月船一号总耗资仅为38.6亿卢比（合8300万美元），只占印度空间研究组织多年来年度预算的10%，是各国探月计划中预算最少的。四是寿命长。月船一号的设计寿命2年。五是眼神好。月船一号的运行轨道高度都是100千米，但印度的地形测绘学立体相机的分辨率达到5米。六是撞月面。月船一号最大的特点是其顶部装有1个质量约为29千克的“冲击者”月球撞击探测仪。配备了1台发动机的“冲击者”在月船一号进入月球轨道后，能以75米/秒的速度被释放出去撞击月面，并在接近月球的过程中，“冲击者”能不断对月球进行拍摄，这些拍摄数据有助于印度未来选择月球车的着陆位置。另外，通过探测“冲击者”撞击月面时激起的月球土壤，还可获取矿物质和水的科学数据，并演示精确着陆月表所需的技术。

月船一号装有11种科学仪器和装置，其中地形测绘学相机（TMC）超光谱成像仪（HySI）、月球激光测距仪（LLRI）、高能X射线（HEX）谱仪和月球撞击探测仪（MIP）由印度本国研制，月船一号X射线谱仪（C1XS）、近红外分光计一2（SIR-2）、亚千伏原子反射分析仪（SARA）、辐射剂量监测实验（RADOM）装置、小型合成孔径雷达（MiniSAR）和月球矿物学绘图仪由其他国家或组织研制。

地形测绘相机的科学目标为:绘制月球地形图，为获得高空间分辨率的三维月球地图集提供数据。它能对整个月球表面进行高分辨率绘图，有助于人类了解月球的演化过程，并对感兴趣的地区进行详细研究。它还能与月球激光测距仪一起工作，获得的数字高程模型将用于改进月球重力场模型。地形测绘学相机的尺寸为370mmx220mmx414mm，质量为7kg。它能在0.5~0.85um的全色光谱范围内成像，月面分辨率为5m，量化等级为10bit，宽为20km。相机以推扫模式成像，在成像面有3个4000像元线阵，分别用于在卫星飞行的沿轨方向进行前视、正视和后视成像。

超光谱成像仪的科学目标为:获得绘制月球表面矿物分布图的数据，为研究月球表面矿物成分提供可用信息。该仪器获得的深月球坑和主要山峰的研究数据，也能使人类更好地了解月球内部的矿物成分。超光谱成像仪的质量为4kg，尺寸为275mmx255mmx205mm。它能在0.4~0.95um的光谱范围对月球表面绘图，具有优于15nm的光谱分辨率和80m的空间分辨率，幅宽为20km。

月球激光测距仪的科学目标为:提供月船一号-1飞行高度的精确测距数据，确定月球的全球地形，获得改进的月球重力场模型，并补充地形测绘学相机和超光谱成像仪获得的数据。利用该测距仪数据绘制的月球高程地形图，将用于研究月球上大盆地的状态及其他特征，岩石圈的压力、应力和弯曲特性。上述这些研究与重力场研究相结合，就能提供月球地壳的密度分布。月球激光测距仪的质量小于10kg，能以剖面模式和扫描模式工作。它向月面发射激光脉冲（激光波长为1064nm，脉冲宽度为10ns），并用光学接收器收集月面沿发射器方向反射回的激光，然后把这些光聚焦到光电探测器，最后通过分析探测器生成的电信号推算出被月面散射和吸收的激光。

高能X射线谱仪的质量约为16kg，装有具有较好能量分辨率的探测器，能对硬X射线30~250keV范围内的星体表面能谱进行研究，主要用于研究因月球表面238U和232Th的放射性衰变而形成的在上述能量范围内的辐射。其科学目标为:

月球撞击探测仪的质量为29kg，安装在主轨道器的顶部，在主轨道器到达最终工作轨道后按预定时间被释放，以撞击预先选定的地区。脱离主轨道器后，它采用自旋稳定，从释放到撞击月球仅需20min。月球撞击探测仪的主要任务目标是验证撞击特定月球区域所需的技术，使这些技术适用于未来的软着陆任务，另外它还要对月球进行近距离探测。

月球撞击探测仪的尺寸为375mmx375mmx470mm，它包括3种设备:①雷达高度计，其工作频段为4.3GHz±100MHz，主要用于测定月球撞击探测仪距离月球表面的高度，验证未来着陆任务所需要的技术，②视频成像系统，在月球撞击探测仪下降过程中拍摄月球表面图像，它包括模拟CCD相机和视频解码器;③质谱仪，它是一台先进的四级杆质谱仪，在下降阶段测量稀薄的月球大气组成，质量分辨率为0.5u，局部压强灵敏度达到1.33x10-13Pa的量级。

月船一号-1X射线谱仪的主要科学目标是:对月球进行高质量X射线绘图，采用X射线荧光技术（1.0~10keV）测量分布在月球表面的Mg、AI、Si、Ca、Fe和Ti等元素的丰度，其空间分辨率约为25km。月船一号-1X射线谱仪采用电扫描装置（SweptCharge Device）X射线探测器，它安装在金/铜瞄准仪和铝/聚碳酸酯薄膜滤光片的后面。另外，X射线谱仪安装了可展开防护罩，在穿越地球辐射带时保护X射线探测器免受损害，并且使其远离月球大范围粒子活动。为了记录激发月球表面元素产生荧光X射线的太阳X射线，X射线谱仪还携带了1台X射线太阳监视器（由赫尔辛基大学研制）。

月船一号-1X射线谱仪是在欧洲航天局斯马特-1（SMART-1）月球探测卫星上的X射线分析仪D-CIXS的基础上研制的。与后者相比，月船一号X射线谱仪具有如下优势:能观测处于太阳活动上升阶段的月球，此时X射线信号明显增强;能在非常短的时间内到达月球轨道，因此能显著减少途中辐射对它的损害;从更低的极月轨道（约100km）观测月球;重新设计的瞄准仪和刻面几何结构能够扩大其收集范围。月船一号-1X射线谱仪主要由欧洲航天局研制，英国卢瑟福实验室、印度空间研究组织卫星中心也参与其中。印度空间研究组织对该仪器的部分结构进行了重新设计，以适应月船一号的科学任务。

近红外分光计-2主要是对与月球表面相关的月球科学进行研究，包括:从地质学、矿物学和地形学角度详细研究月球表面;研究月球外壳物质的垂直分布;研究月球盆地、月球海和月球坑的形成过程;探究月球表面风化的过程;为未来的科学探测及寻找着陆点而考察月球矿物资源。近红外分光计-2覆盖的波长范围是0.93~2.4um，光谱分辨率为6nm。它主要由德国马普学院太阳系科学研究所研制。

亚千伏原子反射分析仪的科学目标为:利用低能中性原子（10eV~2keV）对月球表面成像，获得永久阴影区和不稳定物质富足区的月表成分分布图:对太阳风与月球表面的相互作用成像;对风化的月球表面磁异常现象成像。月球几乎没有磁层和大气层，因此，太阳风离子能够直接侵蚀月球表面，从而导致月球表面分层。飞溅的粒子飞离月球表面时，许多变成了中性原子，其中大部分原子的能量大于月球逃逸能量，因此它们能沿着未受扰动的轨迹飞行。亚千伏原子反射分析仪就是用来探测这些原子的，具有较好的角分辨率和质量分辨率。

亚千伏原子反射分析仪的总质量为3.5kg，它包括质量为2kg的中性原子探测器--月船一号-1能量中性分析器（CENA），质量为0.5kg的太阳风监测器（SWIM）;质量为1kg的数字处理单元（DPU）。亚千伏原子反射分析仪由欧洲航天局、瑞典空间物理学院、印度空间研究组织维克拉姆-萨拉巴伊航天中心的空间物理实验室联合研制。

辐射剂量监测实验装置将定性和定量地描述近月空间的粒子流、辐射剂量率、沉积能谱和辐射环境。其科学目标包括:测量月球轨道的粒子流、沉积能谱和累积吸收辐射剂量率;提供月球周围不同高度和纬度的辐射剂量评估图:如果月球周围环境存在对太阳及银河系宇宙辐射、太阳粒子运动的屏蔽，那么将对屏蔽特性进行评估;在探测月球过程中研究辐射危害，获得的数据用于评估未来载人月球任务的辐射环境和辐射屏蔽需求。

辐射剂量监测实验装置是一种小型能谱仪-辐射量测定器，由保加利亚科学学院研制。它包括1个厚度为0.3mm、质量为0.1398mg的半导体探测器，1个电荷灵敏前置放大器和2个微控制器。

小型合成孔径雷达能对月球全部永久阴影区成像，识别于燥月球表面上可能存在的水冰。该系统具有散射和辐射两种工作模式，传输方式为右旋圆极化，接收方式为左旋和右旋圆极化。小型合成孔径雷达由美国约翰斯-霍普金斯大学应用物理实验室和美国海军航空战术中心研制，质量为6.5kg，工作在2.38GHz，分辨率为75米/像元。

月球矿物学绘图仪能绘制高分辨率的矿物组成图，有助于人类更好地了解星体的早期演化。另外，它也能提供用于评估月球资源的高分辨率图像。月球矿物学绘图仪的主要科学目标是在月球地质演化的背景下描述月球表面的矿物学特性，并在此基础上绘图;主要探测目标是评定月球矿物资源并绘制高空间分辨率图像，以支持未来的任务。为了实现上述目标，月球矿物学绘图仪将精确测定岩石及其他矿物的诊断性吸收特征，获得的高空间分辨率数据用于反卷积分析矿物组成，评估月球地质的文脉和运动过程。

月球矿物学绘图仪是一台质量约为7kg的推扫成像光谱仪，由布朗大学和美国航空航天局喷气推进实验室研制它装有二维汞镉（HgCdTe）探测器阵列，工作波长为0.7~3.0um，空间分辨率为70米/像元，平均功率约为13W。

月船一号的地面段主要包括3个部分:深空网、航天器控制中心（SCC）和印度空间科学数据中心（ISSDC）。它们能够提供数据通信，保证探测卫星正常运行，控制探测卫星的轨道和姿态，管理有效载荷的运行，从而确保任务的成功。除了存储探测卫星及其有效载荷的数据外，地面段还负责为技术专家和科学家提供科学数据和辅助信息。

印度空间研究组织遥测、跟踪和指令（ISTRAC）网络位于班加罗尔（Bangalore）、勒克瑙（Lucknow）和模里西斯（Mauritius）的印度空间研究组织遥测、跟踪和指令网络地面站主要是对印度低地球轨道卫星进行测控。在月船一号任务中，它们将与位于印度尼西亚比亚克（Biak）和俄罗斯Bearslake的地面站协同工作，在探测卫星处于头椭圆转移轨道和地球转移轨道（远地点为100000km）时为其提供支持。遥测、跟踪和指令网络的S频段地面站用于支持任务发射和初期在轨阶段（LEOP其中包括地球转移轨道）的通信。所有这些地面站由网络控制中心（NCC）遥控，通过专用的通信链路与航天器控制中心相连。

印度深空网地面站建在班加罗尔附近的比亚拉鲁，包括11m、18m和32m直径的天线，其中后2种天线用于月船一号任务。18m直径天线具有S频段上行链路（2kW）和X、S频段下行链路的通信能力。32m直径天线提供S和X频段（20kW）上行链路，接收S频段的2路载波信号和X频段的2路载波信号。深空网地面站配有具备先进技术水平的系统，其基带系统遵循空间数据系统咨询委员会（CCSDS）的标准，因而易与其他遥测、跟踪和指令机构实现交互支持。深空网地面站和航天器控制中心、网络控制中心、印度空间科学数据中心之间的通信由光纤链路提供。

航天器控制中心存储指令文件，并在指定的时间传送给探测卫星。月船一号的跟踪数据被传回控制中心用于确定轨道，有效载荷数据则被传回印度空间科学数据中心，从而进行进一步处理。工作人员将实时监控航天器控制中心接收到的运行数据，以确保探测卫星装载的系统性能良好。用于改变有效载荷运行的遥测指令，获得批准后被上行到探测卫星。此外航天器控制中心还负责处理特设的运行和出现应急状况时的系统恢复。

所有的有效载荷原始数据和辅助数据，将由印度深空网地面站接收。位于比亚拉鲁的印度空间科学数据中心负责数据归档，并存储月船一号任务的所有星载科学实验数据。数据的进一步分发将依照印度空间研究组织的政策指导方针执行。

印度空间研究组织在20世纪90年代建造了“极轨卫星运载火箭”。该火箭有45m长，起飞质量为295t，1994年10月15日首次成功发射，把印度遥感卫星一P2（IRS-P2）发射到了820km高的太阳同步极轨道。2002年9月12日，极轨卫星运载火箭-C4发射了气象卫星-1（METSAT-1，后更名为KALPANA1），验证了“极轨卫星运载火箭”的成熟性，因此印度决定由该火箭发射第1颗月球探测卫星，并对其进行了改进，以适应新的发射需求。改进型的极轨卫星运载火箭XL的起飞质量高达316t，能把1304kg的月船一号发射到240km/24000km的大椭圆转移轨道。

2009年8月6日，印度空间研究组织官员称，“月球初航”1上的大部分仪器已经完成了它的工作，包括月球矿物绘图仪。美国航空航天局已经在8月3日展示了一张由距离月球表面200千米的月球矿物绘图仪拍摄的图像。月球矿物绘图仪是由NASA设计的成像光谱仪，它可以提供整个月球表面高空间分辨率与高光谱分辨率的地图，研究月球的起源。

2009年8月29日，印度空间研究组织在一份声明中说月船一号’在月球轨道成功运行312天，绕月3400圈，向地面指挥中心提供大量信息，完成大部分预定目标。”月船一号主要任务是探测氦－3。氦－3在地球上储量很少，但在月球上储量丰富。它是未来核聚变技术的重要能量来源。

2009年9月24日，《科学》杂志上发表美国航空航天局的月球矿物制图仪（M3）发现了月球上存在水分子。M3于由“月球初航”-1送入太空。NASA卡西尼号上的可视红外绘图仪（VIMS）和EPOXI探测器上的高分辨率红外成像仪收集的数据证实了M3的发现。运行在月球轨道上的M3利用最先进的分光计测量到了月球表面红外波段的反射光。这个分光计可以将月球表面的光谱分解得足够细，从而在更具体的水平上观察月球表面的组成。当M3科研工作组分析从仪器上得到的数据时，他们发现月球表面吸收光的模式符合水分子和羟基的吸收模式。科学家认为月球上水的来源可能有三种:一是来自撞击月球的彗星或小行星;二是撞击事件释放出了月表下面的水;三是携带氢原子的太阳风，氢原子与月球土壤中的氧原子结合之后形成水。“”的观测结果证实了月球水源形成的第三种可仗能。

2010年3月1日，“月球初航-1”携带的NASA微型合成孔径雷达传回数据的研究，科学家们在月球北极附近发现了冰状沉积物。科学家一共在在超过40个的小型陨石坑内发现了水冰。这些陨石坑的直径从2km到15km不等。因为冰的总量依赖于陨石坑内冰的厚度，所以初步估计可能至少有60亿吨水冰。

印度的“月球初航”-1探测器在月球上发现水等成就提升了印度在航天界的信誉，空间计划也是增强印度民族自豪感的源泉。然而，面对极端贫困、儿童营养不良和基础设施建设薄弱等现象，印度政府反对派称，政府应更多关注贫困问题：如卫生、饮用水和扫盲。（中国载人航天 评）

印度首颗月球探测器月船一号从哈里科塔航天发射场顺利升空，这标志着印度继美、俄、欧、日、中之后成为第六个“月球俱乐部”成员。