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嫦娥-3任务由探测器、运载火箭、发射场、测控和地面应用五大系统构成，其中最引人注目的探测器系统由中国航天科技集团公司中国空间技术研究院为主承担，其有效载荷由中国科学院负责研制。它的宽度为4m、高有4.2m，发射质量3780kg，其中干质量1220kg。落月后，在测控系统和地面应用系统支持下，嫦娥-3携带的有效载荷开展科学探测。嫦娥-3由着陆器和巡视器（又叫玉兔号月球车）组成，其中的着陆器在嫦娥-3软着陆过程中起着举足轻重的作用，并装有2台在世界上首次应用的科学探测仪器。