中国嫦娥五号返回器12月17日成功返回地球，在历时23天的任务中，嫦娥五号进行了地月转移、近月制动、环月飞行、月面起飞、月轨交会对接等一系列动作，并完成了中国航天史上首次地外天体采样返回，其间经历多重难关。
据新闻报道，嫦娥五号返回器从月球返程的速度接近每秒11.2公里，是早前神舟系列飞船返回地球的30多倍音速的高速，在这样的超高速下，进入大气层时将剧烈摩擦产生高温，热量急剧提升为航天器返回带来巨大挑战。因此，嫦娥五号安全顺利返回地球要解决的是速度与温度的问题。
嫦娥五号返回器携带月球样本返回地球，画面曝光
在减速方面，中国航天科技集团五院总体设计部决定借助地球大气层这个航天器再入返回的天然屏障，通过空气摩擦产生的阻力实现减速目的，并提出了一个大胆的方案——半弹道跳跃式再入返回。
“就像在太空中‘打水漂’，返回器先是高速进入大气层，再借助大气层提供的升力跃出大气层，然后再以第一宇宙速度扎入大气层，返回地面，整个过程环环相扣，将在15分钟内完成。”来自总体设计部的嫦娥五号探测器总体主任设计师孟占峰介绍说。
其中，气动技术研究工作的全面性和正确性，是返回器成功实施跳跃式高速，再入返回的关键。与返回卫星、神州飞船等采用的近地返回不同的是，嫦娥五号面临的气动问题更加复杂，再入热环境条件更为严酷，对气动数据的精准度要求更为苛刻。
总体设计部的气动团队经过多次研究讨论及分析计算，最终完成了轻小型半弹道跳跃式深空高速再入返回器的气动外形设计和气动特性研究，突破多项关键技术。
此外，高温是返回途中的最后一个难关，返回器再入的速度提高1倍，再入热量即提高8至9倍。由于要保证运载承载能力，返回器的质量受到了严格限制，不仅要求返回器结构本身采用轻量化设计，还需要采用新型低密度防热材料。设计团队针对月球轨道返回热环境、空间环境和重量的要求，提出了不同部位耐烧蚀和隔热的具体需求与指标，从33种新研材料中筛选出了7种防热材料。
嫦娥五号月球采样画面曝光（点击大图浏览）：
设计团队提出三维传热烧蚀分析方法，采用整体变厚度、变密度，分区域、偏轴设计方案，突破了轻量化设计关键技术，并利用一维烧蚀分析和三维温度场分析相结合的数值分析方法，实现了用局部烧蚀试验代替整器烧蚀试验。
从防热结构设计、防热材料成型工艺研究、焊接工艺研究，到工程样机、结构器、热控器、专项试验验证器，为嫦娥五号“缝制”了一件“防热衣”，成为它安全顺利返回的保证。
另据参与研发工作的香港理工大学团队透露“研发过程艰辛”。据悉，香港理工大学团队负责研发搭载在嫦娥五号着陆器上的“表取采样执行装置”。
上述装置属关键的采样系统，在月球表面采样工作完成后，机械臂透过视像导航，将香港理工大学研制的样本容器提起，并放入上升器内，上升器随后离开月球表面进入月球轨道，与轨道器交合对接，并将样本容器转移至返回器，以便将样本运返地球。
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