嫦娥五号
嫦娥五号，是由中国空间技术研究院研制的中国首个实施无人月面取样返回的月球探测器，全重8.2吨，由轨道器、返回器、着陆器、上升器四个部分组成。计划由中国长征五号运载火箭从中国文昌航天发射场进行发射，将在探月工程三期中完成月面取样返回任务，是该工程中最关键的探测器，也是中国探月工程的收官之战。
2020年11月24日4时30分，中国在中国文昌航天发射场，用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器，顺利将探测器送入预定轨道。11月24日22时06分，嫦娥五号顺利完成第一次轨道修正。11月25日22时06分，嫦娥五号完成第二次轨道修正。
嫦娥五号探测器结构图
2009年，中国在探月二期工程实施的同时，为衔接探月工程一、二期，兼顾中国未来载人登月和深空探测发展，中国正式启动了探月三期工程的方案论证和预先研究。三期工程于2011年立项，任务目标是实现月面无人采样返回。工程规划了2 次正式任务和1 次飞行试验任务。分别命名为嫦娥五号、嫦娥六号和高速再入返回飞行试验任务。其中，嫦娥五号探测器是中国首个实施月面取样返回的航天器。
中国探月工程分“绕、落、回”三步走，嫦娥五号任务是三步走中的收官之战。
为确保嫦娥五号奔月、月球采样、返回地球任务的顺利完成，中国于2014年10月24日发射了由返回器和服务舱两部分组成的嫦娥五号“探路者”——探月三期再入返回飞行器。2014年11月1日，服务舱与返回器分离，随后返回器顺利着陆，试验任务取得圆满成功。服务舱拉升轨道，继续开展拓展试验，先后完成了远地点54万公里近地点600公里大椭圆轨道拓展试验和环绕地月L2点探测、返回月球、嫦娥五号调相机动模拟试验等任务。
2015年6月7日刚刚完成第三阶段拓展试验——模拟嫦娥五号上升器与轨道器在月球轨道交会对接之前的飞行控制过程。实验验证了嫦娥五号上升器远程导引控制策略、天地协同控制时序、轨道测量与飞行控制精度等相关技术，获取试验数据和经验，评估轨道设计和交会方案，为后续嫦娥五号任务顺利实施提供参考。
嫦娥五号T1试验器获得的清晰地月合照
2014年嫦娥五号T1试验器的任务，就是将轨道器和返回器的组合体送入月球轨道，再让组合体返回地球。叶培建介绍，组合体在距离地球几千公里的太空中会分离，返回器会按照嫦娥五号将要走的路，回到地球，而轨道器就“不要了”，变为太空垃圾。将组合体送入太空的工作在西昌完成。
2014年发射的试验器，是2017年以前探月工程最后一个太空试验，因为这项试验风险太大，且没法在地面进行模拟。而其余例如在月球表面取样，在月面上起飞等，都通过在地面上做模拟试验的方法来验证可靠性。
这是中国探月工程拿到的第一张“返程票”，标志着中国探月告别“单程票”时代，为未来嫦娥五号执行更为复杂的返回任务奠定了技术基础。
2015年3月，叶培建院士表示嫦娥五号正在进行研制，进展良好，将按计划于2017年在海南发射。
2015年9月，中华人民共和国国家国防科技工业局宣布，探月工程三期再入返回飞行器服务舱为嫦娥五号任务开展在轨验证，9月2日完成对嫦娥五号预定采样区遥感成像飞行任务。
2015年11月23日，嫦娥五号、长征五号在海南合练。
2016年8月15日，中国航天科技集团公司六院801所组织完成了嫦娥五号上升器正样全系统热试车。
2016年12月，嫦娥五号探测器着陆器推进子系统正样热试车取得圆满成功，这标志着嫦娥五号着陆器推进子系统热试车完美收官。这也是嫦娥五号研制进程中非常关键的一步。
在2017年6月6日开幕的2017全球航天探索大会上，中国国家航天局探月与航天工程中心主任刘继忠首次透露了嫦娥五号月球探测器的着陆地点为月球正面的吕姆克山脉。同时开展相应的科学研究。吕姆克山脉位于月球正面西北部。
2019年1月14日，国务院新闻办公室召开的新闻发布会上，国家航天局副局长、探月工程副总指挥吴艳华表示，中国将继续实施月球探测工程，突破探测器地外天体自动采样返回技术，2019年年底前后将发射嫦娥五号，实现区域软着陆及采样返回，探月工程将实现“绕、落、回”三步走目标。
2020年9月19日，中国探月工程副总设计师于登云在此间举行的2020年中国航天大会上说，中国探月工程稳步推进，预计2020年底之前发射“嫦娥五号”，实现月球区域软着陆及采样返回。
2020年11月17日，长征五号遥五运载火箭和嫦娥五号探测器在中国文昌航天发射场完成技术区总装测试工作后，垂直转运至发射区，计划于2020年11月下旬择机实施发射。
2020年11月23日18时30分许，长征五号遥五运载火箭开始加注液氧液氢低温推进剂，计划于24日凌晨4时至5时择机实施发射任务。
2020年11月24日4时30分，中国在中国文昌航天发射场，用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器，顺利将探测器送入预定轨道。
2020年11月24日22时06分，嫦娥五号探测器3000N发动机工作约2秒钟，顺利完成第一次轨道修正，继续飞向月球。本次嫦娥五号任务发射入轨精度较高，轨道修正量很小。截至第一次轨道修正前，嫦娥五号探测器各系统状态良好，已在轨飞行约17个小时，距离地球约16万公里。
2020年11月25日22时06分，嫦娥五号探测器两台150N发动机工作6秒钟，顺利完成第二次轨道修正。截至第二次轨道修正，嫦娥五号探测器已在轨飞行约41小时，距离地球约27万公里，探测器各系统状态良好，地面测控通信各中心和台站跟踪正常。
长征五号遥五运载火箭将嫦娥五号探测器发射升空
上升器与着陆器模拟图
根据日前的设计方案，嫦娥五号由轨道器、返回器、着陆器等多个部分组成，其中着陆器将进行月面软着陆，并自动进行月面采样、样品封装等操作，将样品由着陆器的上升段携带升空进入月球轨道，与环月轨道上的轨道器对接，将样品转移到返回器内部，最后轨道器携带返回器点火机动，从环月轨道直接返回地球，返回器将在再入大气层前分离，最后降落在中国北方的内蒙古草原上。从这个轨道器、着陆器以及环月轨道对接的复杂设计方案看，嫦娥五号完全就是无人版的阿波罗登月。
测试中的嫦娥五号
嫦娥五号主要任务是月球取样返回，它要面对取样、上升、对接和高速再入等四个主要技术难题。
据探月工程总设计师吴伟仁说，嫦娥五号大约2017年前后择机发射，任务是采样返回。其中的困难主要有四个方面：月球轨道的交会对接、月面采样、月面起飞和高速返回。
月面采样有难度。苏联当年做了好几次只成功了三次，共取回300多克月壤。嫦娥五号计划采样2公斤，要钻进去2米获取原原本本的月壤，还必须封装好拿回来。此外，嫦娥五号有着陆器、返回器，要在月球轨道交会对接，难度比较大。再者，采样结束后月面起飞和高速返回也是需要攻克的难关。
第一关是“分离面多”。相较于神舟飞船和“嫦娥三号”均只有两个部分需要分离，即两个分离面，“嫦娥五号”有5个分离面，分别是轨道器和着陆器组合体、着陆器和上升器组合体、轨道器和返回器组合体、轨道器和支撑舱及轨道器与对接支架。这些分离面都必须“一次性成功”。
第二关是“模式复杂”。彭涛说，探测器需要经历多个飞行阶段，还需要完成月面采样、月面起飞上升、月球轨道交会对接和样品转移、地球大气高速再入返回着陆等关键环节，并且设计约束多。
其中，上升器与轨道器需要在距离地球38万千米的月球轨道上完成对接，在这里无法借助卫星导航的帮助，需要依靠探测器自身实现交会对接。
第三关是“细节严酷”。为获取月壤样品，“嫦娥五号”无人采样器将通过采样钻头深入月球内部和采样机械臂月球表面采样两种方法，再把样品转移到上升器，由上升器与轨道器对接，最终把样品转移到返回器，整个环节必须分毫不差。
第四关是“温度控制”。月球表面白天温度约零上180摄氏度，夜间零下150摄氏度，昼夜温差约330摄氏度。另外上升器发动机点火瞬间达到上千摄氏度，如何避免烧毁上升器和着陆器，对研制团队提出挑战。
第五关是“瘦身压力”。彭涛说，运载火箭的运载能力对嫦娥五号探测器的重量有严格的约束，一方面要尽可能对分系统进行“瘦身”，另一方面，因为备份产品较少，必须确保质量可靠。
嫦娥五号将完成中国探月工程三步走中“回”的任务。嫦娥五号将突破一系列关键技术，并携带月球岩石样本回到地球，预计任务飞行时间在13天左右。
