嫦娥二号卫星成功实现日-地拉格朗日L2点的飞行探测,圆满完成多项科学探测和工程试验任务,计划开展以小行星为背景的飞向更远深空再拓展试验任务.本文针对该任务的目标选择问题,基于测控约束、时间约束、推进剂约束及目标星物理特性,提出了一套满足任务约束的小天体探测目标选择策略.首先,基于小行星的轨道特性及高精度递推模型,筛选出满足测控与通信约束的潜在目标星,根据卫星在轨寿命的时间约束,进而划定可选目标星的范围.然后,基于嫦娥二号卫星飞越探测成像约束、可选目标星的物理特性及观测定轨精度,确定潜在备选目标星;最后,基于日-地-月系统转移轨道两点边值问题的求解,分析备选目标星飞越探测的机会与速度增量需求,得到嫦娥二号再拓展任务飞越探测的目标小行星4179 Toutatis.2012年12月13日16:30,嫦娥二号卫星成功飞越4179 Toutatis小行星,获得大量高质量图像,从而验证了探测目标选择策略的正确性.