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本次嫦娥五號任務有望實現四個首次，其中之一就是首次實施在月球表面的自動采樣。盡管從嫦娥一號到嫦娥四號，已經積累了大量月球探測的技術基礎。但這其中仍將面臨多項技術風險和挑戰。
太空科技集團五院 嫦娥五號探測器系統副總設計師 彭兢：整體的采樣封裝過去沒幹過，這是一個。這部分主要依賴於幾個龐雜的機構，比如鑽取機構、表取的機械臂，其實還有一個高真空的密封裝置，為了確保樣品能夠保持在月球表面的狀態，在回收過程中，由於在地球表面它會待一段時間，包括運輸的過程，那麼地球的空氣如果進入了密封裝置，可能會污染樣品。
完成采樣之後，探測器要將樣品帶回地球。在這個過程中，面臨的第一個難題就是月面起飛，這就相當於在月球表面發射一個火箭。然而面對無人照看、沒有發射塔架、沒有地面保障系統等多種龐雜情況，想要從月面起飛並不是件容易的事情。
太空科技集團五院 嫦娥五號探測器系統副總設計師 彭兢：那麼起飛它的主要難點就在於，在月球上首先我們落下去的時候，我們的著陸器落成什麼樣子，事前我們是不知道的。另外發射時候最重要的就是我們的一個瞄準的射向，要是非常精確的，我們只有特別精心設計過的這麼一個方位，進入了目標軌道之後，它才能夠才能夠跟軌返組合體實現交會和後面的飛行過程。
在完成樣品采集以及月面起飛之後，下一個要面臨的技術難題就是交會對接。不同於神舟飛船的交會對接，這一次上升器和軌返組合體將在距離地球幾十萬公里外的環繞月球軌道上自主完成交會對接。
太空科技集團五院 嫦娥五號探測器系統副總設計師 彭兢：我們需要精確地預測這兩個太空器在月球軌道上飛行的位置和速度，由於我們兩個探測器的大小是不匹配的，上升器在對接的時候大概只有三四百公斤這個樣子，而軌返組合體加在一塊有將近2000公斤，萬一出現了誤差，可能就會把一個小的太空器就可能會撞飛，那樣的話再去對接就非常困難了。
彭兢表示，在交會對接過程中，對於精度的控制要求很高，誤差不能超過5公分。在完成交會對接後，下一步就是帶著樣品返回地球，這在我國探月歷史上也是首次。
太空科技集團五院 嫦娥五號探測器系統副總設計師 彭兢：過去我們一般都是在月球軌道上長期飛行，或者說最後完全脫離引力場，去更遠的地方，但是精確地回來，從月球軌道上逃逸，然後精確地能回到四子王旗這部分對軌道的設計，剛才其實介紹軌道的時候也提到，也是非常困難的。