嫦娥五號月面取樣返回任務介紹（譯自美國行星協會）
嫦娥五號從發射入軌到返回器再入回收，共經歷11個飛行階段：發射入軌階段、地月轉移階段、近月煞車階段、環月飛行階段、著陸下降階段、月面工作階段、月面上升階段、交會對接與樣品轉移階段、環月等待階段、月地轉移階段和再入回收階段[26]。
發射經過
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2020年11月23日18時30分許，長征五號運載火箭開始加注液氧液氫低溫推進劑[27]。24日凌晨4時30分，在中國文昌太空發射場，用長征五號遙五運載火箭成功發射探月工程嫦娥五號探測器，火箭飛行約2200秒後，順利將探測器送入預定地月轉移軌道[28]。探測器經過兩次中途修正和兩次近月煞車後進入環月軌道[6]。
11月30日04時40分14.822秒，嫦娥五號探測器著陸器和上升器組合體與軌道器和返回器組合體順利分離[29]。
月面著陸與採樣
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月球勘測軌道飛行器拍攝到的著陸點
在月球背面實施兩次環月降軌機動後[6]，於12月1日22時57分從距離月面15公里處開始實施動力下降，7500牛變推力引擎開機，調整對月速度、姿態調整，以接近月表[30]。
嫦娥五號著上組合體背後用於容納2.5公尺長鑽杆的圓柱體結構。
23時11分，嫦娥五號探測器成功著陸在位於月球正面風暴洋的呂姆克山脈以北地區（月球正面西經51.92度、北緯43.06度）附近的預選著陸區，並傳回著陸影像圖[31]。隨後著陸器在地面控制下，進行了太陽翼和定向天線展開等狀態檢查與設置工作[30]。此後正式開始持續約2天的月面工作[32]。
採集月球樣品的工作總共分配了19個小時。在鑽取過程中，鑽頭在月表下1公尺遇到超預期阻力[33]，為穩妥起見，決定不鑽到預定的2公尺深度，提前結束鑽取工作[34]，探測器接著使用機械臂進行了表取工作。12月2日22時，月球表面自動採樣順利完成，並已按預定形式將樣品封裝保存在上升器攜帶的貯存裝置中。[35]由於鑽取提前結束，最終採集的樣品質量為1731克，未達到預期的2000克。
月面起飛上升
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嫦娥五號著上組合體等比例模型所展示的機械臂與上升器
在完成月面採樣和封裝工作後，嫦娥五號上升器3000N引擎於2020年12月3日23時10分21秒點火脫離著陸器起飛上升離開月面，並經歷垂直上升、姿態調整和軌道射入三個階段後進入環月軌道。這是中國首次實現地外天體起飛[36]。
交會對接與樣品轉移
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上升器軌道器分離（模擬圖）
12月6日5時42分，嫦娥五號上升器成功與軌道器和返回器組合體交會對接，並於6時12分將樣品容器安全轉移至返回器中[37]。交會對接是通過遠程導引和近程自主控制，軌道器返回器組合體逐步靠近上升器，以抱爪的方式捕獲上升器。這是中國航天器首次實現月球軌道交會對接[38]。
月地轉移
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2020年12月12日9時54分，嫦娥五號軌道器和返回器組合體在約6天的環月等待後，實施了第一次月地轉移入射，從近圓形軌道變為近月點高度約200公里的橢圓軌道[39]。在該軌道上飛行3圈後[6], 於12月13日9時51分，實施第二次月地轉移入射，四台150牛引擎點火，約22分鐘後引擎正常關機，軌道器和返回器組合體進入月地轉移軌道[40]。
2020年12月14日11時13分，嫦娥五號軌道器和返回器組合體上兩台25N引擎工作約28秒鐘，完成第一次月地轉移軌道修正[41]。12月16日9時15分完成第二次月地轉移軌道修正[42]。
再入返回
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再入返回前軌道艙返回艙分離（模擬圖）
2020年12月17日，在到達軌返分離點時, 軌道器與返回器分離，軌道器完成規避機動，返回器慣性飛行[6]。
1時33分，嫦娥五號返回器在距地面高度約120公里處，以接近第二宇宙速度高速進入地球大氣層，實施初次氣動減速。下降至預定高度後，返回器向上躍出大氣層，到達最高點後開始滑行下降。之後，返回器再次進入大氣層，實施二次氣動減速。在降至距地面約10公里高度時，返回器打開降落傘完成最後減速並保持姿態穩定，隨後在預定區域平穩著陸[43]。1時59分，嫦娥五號返回器在內蒙古四子王旗預定區域成功著陸，任務完成[5][44]。
12月17日2時21分許，空中搜索回收分隊發現嫦娥五號返回器。2時30分許，地面搜索分隊抵達嫦娥五號返回器著陸點[45]。8時15分，嫦娥五號返回器通過中國人民解放軍陸軍航空兵米-17V-5直升機吊運至朱日和機場，吊裝前為防止返回艙剩餘燃料凍結對其採取了保溫措施[46][47]。15時50分，嫦娥五號返回器由中國人民解放軍空軍運-9自朱日和機場起飛轉運並於17時30分抵達北京，轉運前於機場廠房排空返回器燃料[48]。20時左右運至航太五院（中國空間技術研究院）。當晚，航太科技集團五院為嫦娥五號返回器舉辦了「回家」歡迎儀式[49]。
拓展任務
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由於長征五號遙五運載火箭入軌精度高，嫦娥五號軌道器省下了200多公斤燃料，軌道器計畫使用餘下燃料進行一次月球重力助推前往日地拉格朗日點L1點。此次拓展任務目標包括：驗證地球—日地L1點轉移軌道的設計與控制技術；在日地L1點附近開展長期探測，驗證L1點環繞軌道設計與控制技術；對日地L1點附近光照、輻照等環境進行檢測，驗證相關分系統的適應能力；擇機開展日凌期間探測器與地面的測控通信試驗。日地L1點探測試驗後，將根據軌道器狀態和約束條件等情況，酌情開展其他拓展任務[50]。
2021年3月15日13時29分，嫦娥五號軌道器首次穿越地球繞太陽公轉的黃道面，成功抵達日地L1點，成為中國首顆抵達日地L1點的太空載具[51]。
2021年9月初，有無線電愛好者發現嫦娥五號進行了一次變軌，離開了日地L1點，重新返回地月系，並於9月12日飛掠月球後進入了遠地圓軌道。[52][53]
2021年11月18日，嫦娥五號再次飛掠月球。[54]
2021年12月，嫦娥五號進入離月球約100,000萬公里的遠距離逆行軌道（DRO）。[55]