Nhiệm vụ mang mẫu vật trở về

Thường Nga 5 gồm một môđun hỗ trợ, tàu đáp mặt trăng, thiết bị nâng, và thiết bị mang mẫu vật về. Tàu thăm dò dự kiến được phóng tháng 11 năm 2017 bởi một tên lửa Long March 5 từ Điểm Phóng Tàu vũ trụ Văn Xương trên đảo Hải Nam; tuy nhiên, một sự cố tháng 7 năm 2017 khiến kế hoạch ban đầu phải hoãn lại.[23] Ngày 27 tháng 12 năm 2019, Long March 5 vận hành bình thường trở lại, cho phép nhiệm vụ được tiếp tục.[24]

Phóng

Phóng Thường Nga 5

Tàu Thường Nga 5 được phóng ngày 23 tháng 11 năm 2020 lúc 20:30 UTC, bởi một tên lửa Long March 5 từ Điểm Phóng Tàu vũ trụ Văn Xương trên đảo Hải Nam. Bình minh trên Mons Rümker diễn ra ngày 27 tháng 11 năm 2020, trước khi tàu hạ cánh.[22]

Giai đoạn quay quanh mặt trăng

Ngày 28 tháng 11 năm 2020, lúc 12:58 UTC, tàu vũ trụ sử dụng động cơ trong 17 phút và thắng vào quỹ đạo quanh mặt trăng ở độ cao 400 km (250 dặm).[3] Sáng ngày 30 tháng 11 năm 2020, thiết bị đáp và thiết bị nâng tách khỏi thiết bị quay để chuẩn bị hạ cánh.[25]

Địa điểm đáp của Thường Nga 5 gần đồi Louville Omega (Louville ω, gần hố va chạm Louville).

Điểm đáp

Ảnh thiết bị đáp của Thường Nga 5 trên bề mặt Mặt Trăng chụp bởi Tàu quỹ đạo Trinh sát Mặt Trăng của NASA Vị trí hạ cánh của Thường Nga 5 so với những nhiệm vụ khác

Thiết bị đáp và nâng hạ cánh lên bề mặt Mặt Trăng ngày 1 tháng 12 năm 2020 lúc 15:11 UTC.[11] Nơi hạ cánh gần Mons Rümker trong Oceanus Procellarum (Đại dương Bão), nằm ở vùng tây bắc của nửa gần của Mặt Trăng. Khu vực này chứa những phần địa chất khoảng 1,21 tỷ năm tuổi, so với những mẫu vật của Apollo trong khoảng 3,1 đến 4,4 tỷ năm tuổi.[22] Địa điểm này là một gò núi lửa cao, rộng, với đường kính 70 km (43 dặm) mang dấu hiệu quang phổ đặc trưng của chất biển mặt trăng bazan.[26][27] Các mẫu vật thu được còn tương đối trẻ làm dấy lên hy vọng cho phép các nhà khoa học cải thiện các kỹ thuật hiệu chỉnh để ước lượng độ tuổi của bề mặt địa chất trên các hành tinh, vệ tinh và thiên thạch trong hệ Mặt Trời.[11]

Mang mẫu vật về Trái Đất

Ngày 3 tháng 12 năm 2020, thiết bị nâng của Thường Nga 5 rời khỏi Oceanus Procellarum lúc 15:10 UTC và, sáu phút sau, đi vào quỹ đạo quanh mặt trăng.[28] Thiết bị nâng gắn vào tổ hợp quay-nhận trong quỹ đạo quanh mặt trăng ngày 5 tháng 12 năm 2020 lúc 21:42 UTC, và các mẫu vật được chuyển sang con nhộng trở về lúc 22:12 UTC.[29] Ngày 6 tháng 12 năm 2020 lúc 04:35 UTC, thiết bị nâng tách khỏi tổ hợp quay-nhận.[30] Sau khi hoàn thành nhiệm vụ, thiết bị nâng được ra lệnh rời khỏi quỹ đạo ngày 7 tháng 12 năm 2020, lúc 22:59 UTC, và va vào bề mặt Mặt Trăng lúc 23:30 UTC, ở gần điểm (~30°S, 0°E).[31] Ngày 13 tháng 12 năm 2020 lúc 01:51 UTC, ở độ cao 230 kilômét so với bề mặt Mặt Trăng, thiết bị quay và thiết bị nhận khởi động bốn động cơ thành công để đi vào quỹ đạo chuyển giao Hohmann Mặt Trăng-Trái Đất.[32]

Các linh kiện và hệ thống điện từ trên thiết bị của Thường Nga 5 dự kiến ngưng hoạt động ngày 11 tháng 12 năm 2020, do nhiệt độ cực thấp của Mặt Trăng và không được trang bị bộ gia nhiệt đồng vị phóng xạ. Tuy nhiên, các kỹ sư dự kiến thiết bị đáp Thường Nga 5 bị hư hỏng và ngừng hoạt động sau khi đóng vai trò là bệ phóng cho môđun nâng ngày 3 tháng 12.[33]

Ngày 16 tháng 12 năm 2020 vào khoảng 18:00 UTC, con nhộng trở về nặng 300 kilôgram thực hiện quay lại tàu lượn, bật khỏi khí quyển trên Biển Ả Rập trước khi quay lại bầu khí quyển. Con nhộng chứa khoảng 2 kilôgram vật liệu mặt trăng, hạ cánh giữa đồng cỏ tại Tứ Tử Vương thuộc vùng Ulanqab ở nam Nội Mông. Các thiết bị thu hồi nhanh chóng tìm được con nhộng sau đó.[12][34]