隨著長征五號的完美表現，嫦娥五號已列入2020年中國航天的發射計劃。嫦娥五號探測器，是由中國空間技術研究院研制的中國首個實施無人月面取樣返回的航天器。

中國探月工程分“繞、落、回”三步走，繞月和落月任務已圓滿完成。嫦娥五號計劃是在探月工程三期中完成月面取樣返回任務，是該工程中最關鍵的探測器。嫦娥五號探測器全重8.2噸，由軌道器、返回器、著陸器、上升器四個部分組成，將由我國目前推力最大的長征五號運載火箭從中國海南文昌航天發射場進行發射。

嫦娥五號任務過程及難點

根據設計方案，嫦娥五號經長征五號發射升空后，變軌運行到月球軌道，著陸器和軌道器分離，其中著陸器將進行月面軟著陸，并自動進行月面采樣、樣品封裝等操作，將樣品由著陸器的上升段攜帶升空進入月球軌道，與環月軌道上的軌道器對接，將樣品轉移到返回器內部，最后軌道器攜帶返回器點火機動，從環月軌道直接返回地球，返回器將在再入大氣層前分離，最后降落在我國北方的內蒙古草原上。整個過程約需要13天。本次任務要面對取樣、上升、對接和高速再入等四個主要技術難題。

這次探月活動，嫦娥五號將實現4個重大首次的突破，即首次在月球表面自動采樣；首次從月面起飛；首次在38萬公里外的月球軌道上進行無人交會對接；首次帶著月壤以接近第二宇宙速度返回地球。

第一個首次：鉆取月壤，無污染封裝

到了月球以后，探測器會用電鏟鏟取土壤，另外自動打鉆取巖芯。全部的樣品會放在最頂上的返回艙里，進行無污嚴密封裝。采樣方式是復合式的，搭載了深孔鉆取式采樣器和鏟挖式復合功能采樣器聯合完成采樣。

人們對月表之下情況不得而知，很可能遇到堅硬的巨石，也可能是松軟的土壤，或者其他不同含量礦物質，機器零部件的運動磨損和熱脹冷縮情況都不同。我國科研人員對這一鉆探過程在實驗室進行了反復的試驗。想象了各種不同的工況，通過模擬月壤情況對嫦娥五號的采樣器進行驗證，檢測鉆井過程遇到阻力時的狀況，將可靠性提升到最高。

第二個首次：從月面起飛

中國之前發射到月球表面的探測器，在完成任務后都留在了月球表面，例如嫦娥三號和嫦娥四號。但本次任務的核心是返回，月面起飛是最關鍵的技術突破。

這個任務將由著陸器中的上升器來完成，上升器將在月球表面進行首次月面起飛，但只能進行短距離的飛行。因為它攜帶的燃料，不可能直接飛回地球，而只能到達在月球軌道飛行的軌道器。由軌道器中的返回艙完成接下來的行程。

第三個首次：上升器與軌道器的對接

它們的對接，將是“針尖”對“針尖”的對接，地球上根本無法提供數據和測控支持，也無法看見。交會對接的過程需要依靠嫦娥五號自己來完成。嫦娥五號的智能大腦將完成自主控制。對接后月壤將由上升器轉移到返回艙。

第四個首次：接近第二宇宙速度返回地球

對接后的返回艙回到地球，會遇到大氣層的高速摩擦。速度太高了，一定會燒掉，要想辦法進行緩沖。這個辦法和“打水漂”的原理相似，即讓返回艙在大氣層上層彈跳出去再回來，速度的下降后再進行大氣層的穿行。

為了試驗這項技術，我國在2014年11月發射了“嫦娥5號T1”。首次驗證了俗稱“打水漂”軌道的“地月自由返回軌道”著陸技術。返回過程中，返回艙在遠離著陸區的位置再入大氣層，由于速度極高，被上層大氣“彈”回太空，隨后再次進入大氣層正常著陸。據報道，這次“嫦娥5號T1”首次再入大氣層位置在南大西洋上空，從這里到內蒙古距離約2萬公里。這次成功為中國“嫦娥5號”正式飛行任務開辟了道路。

從這個軌道器、著陸器以及環月軌道對接的復雜設計方案看，嫦娥五號完全就是無人版的阿波羅登月。

嫦娥五號首次實現中國月面自動采樣返回，標志著中國航天技術的重大跨越。通過環月衛星探測、月面軟著陸探測與月球車勘察、月面軟著陸探測與采樣返回的實施，為我國載人登月和月球基地建設積累經驗和技術。