随着长征五号的完美表现，嫦娥五号已列入2020年中国航天的发射计划。嫦娥五号探测器，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航天器。
中国探月工程分“绕、落、回”三步走，绕月和落月任务已圆满完成。嫦娥五号计划是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。嫦娥五号探测器全重8.2吨，由轨道器、返回器、着陆器、上升器四个部分组成，将由我国目前推力最大的长征五号运载火箭从中国海南文昌航天发射场进行发射。
嫦娥五号任务过程及难点
根据设计方案，嫦娥五号经长征五号发射升空后，变轨运行到月球轨道，着陆器和轨道器分离，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，最后降落在我国北方的内蒙古草原上。整个过程约需要13天。本次任务要面对取样、上升、对接和高速再入等四个主要技术难题。
这次探月活动，嫦娥五号将实现4个重大首次的突破，即首次在月球表面自动采样；首次从月面起飞；首次在38万公里外的月球轨道上进行无人交会对接；首次带着月壤以接近第二宇宙速度返回地球。
第一个首次：钻取月壤，无污染封装
到了月球以后，探测器会用电铲铲取土壤，另外自动打钻取岩芯。全部的样品会放在最顶上的返回舱里，进行无污严密封装。采样方式是复合式的，搭载了深孔钻取式采样器和铲挖式复合功能采样器联合完成采样。
人们对月表之下情况不得而知，很可能遇到坚硬的巨石，也可能是松软的土壤，或者其他不同含量矿物质，机器零部件的运动磨损和热胀冷缩情况都不同。我国科研人员对这一钻探过程在实验室进行了反复的试验。想象了各种不同的工况，通过模拟月壤情况对嫦娥五号的采样器进行验证，检测钻井过程遇到阻力时的状况，将可靠性提升到最高。
第二个首次：从月面起飞
中国之前发射到月球表面的探测器，在完成任务后都留在了月球表面，例如嫦娥三号和嫦娥四号。但本次任务的核心是返回，月面起飞是最关键的技术突破。
这个任务将由着陆器中的上升器来完成，上升器将在月球表面进行首次月面起飞，但只能进行短距离的飞行。因为它携带的燃料，不可能直接飞回地球，而只能到达在月球轨道飞行的轨道器。由轨道器中的返回舱完成接下来的行程。
第三个首次：上升器与轨道器的对接
它们的对接，将是“针尖”对“针尖”的对接，地球上根本无法提供数据和测控支持，也无法看见。交会对接的过程需要依靠嫦娥五号自己来完成。嫦娥五号的智能大脑将完成自主控制。对接后月壤将由上升器转移到返回舱。
第四个首次：接近第二宇宙速度返回地球
对接后的返回舱回到地球，会遇到大气层的高速摩擦。速度太高了，一定会烧掉，要想办法进行缓冲。这个办法和“打水漂”的原理相似，即让返回舱在大气层上层弹跳出去再回来，速度的下降后再进行大气层的穿行。
为了试验这项技术，我国在2014年11月发射了“嫦娥5号T1”。首次验证了俗称“打水漂”轨道的“地月自由返回轨道”着陆技术。返回过程中，返回舱在远离着陆区的位置再入大气层，由于速度极高，被上层大气“弹”回太空，随后再次进入大气层正常着陆。据报道，这次“嫦娥5号T1”首次再入大气层位置在南大西洋上空，从这里到内蒙古距离约2万公里。这次成功为中国“嫦娥5号”正式飞行任务开辟了道路。
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。
嫦娥五号首次实现中国月面自动采样返回，标志着中国航天技术的重大跨越。通过环月卫星探测、月面软着陆探测与月球车勘察、月面软着陆探测与采样返回的实施，为我国载人登月和月球基地建设积累经验和技术。
