研製歷史
嫦娥五號探測器 2009年，中國在探月二期工程實施的同時，為銜接探月工程一、二期，兼顧中國未來載人登月和深空探測發展，中國正式啟動了探月三期工程的方案論證和預先研究。三期工程於2011年立項，任務目標是實現月面無人採樣返回。工程規劃了2次正式任務和1次飛行試驗任務。分別命名為嫦娥五號、嫦娥六號和高速再入返回飛行試驗任務。其中，嫦娥五號探測器是我國首個實施月面取樣返回的太空飛行器。
2015年3月，葉培建院士表示嫦娥五號正在進行研製，進展良好，將按計畫於2017年在海南發射。
2015年3月8日，嫦娥五號、長征五號在海南合練。
布局結構
嫦娥五號主要任務是月球取樣返回，它要面對取樣、上升、對接和高速再入等四個主要技術難題。根據日前的設計方案，嫦娥五號由軌道器、返回器、著陸器等多個部分組成，其中著陸器將進行月面軟著陸，並自動進行月面採樣、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，最後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，最後降落在我國北方的內蒙古草原上。
從這個軌道器、著陸器以及環月軌道對接的複雜設計方案看，嫦娥五號完全就是無人版的阿波羅登月，當前同樣計畫使用類似設計的深空探測器方案，是美國尚未立項的 火星取樣返回探測器(MSR)，不過MSR最早也要2024以後發射，而我國的嫦娥五號預計2018年左右就要使用長征五號火箭發射，嫦娥五號取樣返回的複雜性和先進性在已有和正在研製中的深空探測器里是空前的。當前嫦娥五號探測器著陸器的變推力發動機、交會對接微波雷達和雷射雷達的研製都在緊密鑼鼓的進行中，著陸器上升段和軌道器所使用的3000牛發動機首次整機試車圓滿成功，已經轉入初樣研製階段。嫦娥五號可以攜帶約2千克樣本返回地球，這是使用複雜的月球軌道對接設計的結果，之前的蘇聯Luna 16探測器整體落月，最終取回樣品僅有100克。按照我國航天的慣例，嫦娥五號肯定還有一個備份星，如果嫦娥五號任務順利的話，它很可能賦予 嫦娥六號的編號，增減部分設備提高技術水平，根據探月一期和二期的月球探測成果，選取探測價值更大區域如月球極區或是在月球背面取樣返回。不過嫦娥六號還太過遙遠，很難對此做出有效的預測。
嫦娥五號返回艙已經在研製之中，從奔月軌道上返回的太空飛行器有著很大的速度，如果無法減速，那么就會“彈”出地球大氣層，再入之後的返回艙速度將達到每小時4萬公里左右，相當於32 馬赫左右，迄今為止中國設計的飛船沒有達到如此高的再入速度，因此如何安全控制返回艙重返大氣層是嫦娥5號能否成功的關鍵。
技術難點
第一關是“分離面多”。相較於 神舟飛船和“嫦娥三號”均只有兩個部分需要分離，即兩個分離面，“嫦娥五號”有5個分離面，分別是軌道器和著陸器組合體、著陸器和上升器組合體、軌道器和返回器組合體、軌道器和支撐艙及軌道器與對接支架。這些分離面都必須“一次性成功”。第二關是“模式複雜”。彭濤說，探測器需要經歷多個飛行階段，還需要完成月面採樣、月面起飛上升、月球軌道交會對接和樣品轉移、地球大氣高速再入返回著陸等關鍵環節，並且設計約束多。
其中，上升器與軌道器需要在距離地球38萬千米的月球軌道上完成對接，在這裡無法藉助 衛星導航的幫助，需要依靠探測器自身實現交會對接。
第三關是“細節嚴酷”。為獲取月壤樣品，“嫦娥五號”無人採樣器將通過採樣鑽頭深入月球內部和採樣機械臂月球表面採樣兩種方法，再把樣品轉移到上升器，由上升器與軌道器對接，最終把樣品轉移到返回器，整個環節必須分毫不差。
第四關是“溫度控制”。月球表面白天溫度約零上180攝氏度，夜間零下150攝氏度，晝夜溫差約330攝氏度。另外上升器發動機點火瞬間達到上千攝氏度，如何避免燒毀上升器和著陸器，對研製團隊提出挑戰。
第五關是“瘦身壓力”。彭濤說， 運載火箭的運載能力對嫦娥五號探測器的重量有嚴格的約束，一方面要儘可能對分系統進行“瘦身”，另一方面，因為備份產品較少，必須確保質量可靠。
預期成果
嫦娥五號將完成我國探月工程三步走中“回”的任務。嫦娥五號將突破一系列關鍵技術，並攜帶月球岩石樣本回到地球，預計任務飛行時間在13天左右。
通過嫦娥五號的研製和實施，中國將突破月表自動採樣、樣品的封裝與保存、月面動力上升、採樣返回軌道設計、地球大氣高速再入、月球軌道交會對接、多目標高精度測控通信、月球樣品儲存和地面實驗室分析等關鍵技術，提升航天技術水平；具備月球無人採樣返回的能力，首次實現中國月面自動採樣返回，實現航天技術的重大跨越；完善中國的月球探測航天工程體系，形成重大項目實施的科學的工程管理方法，為後續載人登月和深空探測工程服務。通過實施嫦娥五號無人月球採樣返回任務，中國在月球科學研究方面將更進一步，開展著陸點區域形貌探測和地質背景勘察，獲取與返回樣品相關的現場分析數據，建立現場探測數據與實驗室分析數據之間的聯繫；對月球樣品進行實驗室研究，分析著陸點月表物質的結構、成分、物理特性，深化月球成因和演化歷史的研究。
工程進展
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。根據探月三期時間表，中國預計於2017年前後發射嫦娥五號，實現月球取樣並返回地球。嫦娥五號由軌道器、上升器、著陸器和返回器組成。
2015年3月3日，全國政協委員、中國空間技術研究院空間科學與深空探測首席科學家葉培建院士表示，嫦娥五號正在進行研製，進展良好，將按計畫於2017年在海南發射。
2015年9月，中國國家國防科技工業局宣布，探月工程三期再入返回飛行器服務艙為嫦娥五號任務開展在軌驗證，9月2日完成對嫦娥五號預定採樣區遙感成像飛行任務。
2017年1月，嫦娥五號探測器著陸器推進子系統正樣熱試車取得圓滿成功，這標誌著嫦娥五號著陸器推進子系統熱試車完美收官。這也是嫦娥五號研製進程中非常關鍵的一步。
相關試驗
獲清晰地月合照 2014年嫦娥五號試驗器的任務，就是將軌道器和返回器的組合體送入月球軌道，再讓組合體返回地球。葉培建介紹，組合體在距離地球幾千公里的太空中會分離，返回器會按照嫦娥五號將要走的路，回到地球，而 軌道器就“不要了”，變為太空垃圾。將組合體送入太空的工作在西昌完成。
2014發射的試驗器，是2017年以前探月工程最後一個太空試驗，因為這項試驗風險太大，且沒法在地面進行模擬。而其餘例如在月球表面取樣，在地球上起飛等，都通過在地面上做模擬試驗的方法來驗證可靠性。
這是中國探月工程拿到的第一張“返程票”，標誌著中國探月告別“單程票”時代，為未來嫦娥五號執行更為複雜的返回任務奠定了技術基礎。
