12月6日清晨，嫦娥五号升空器与轨道飞行器和再入体组件成功交会对接，并将样本容器安全转移至重返舱。

这是我国首次实现月球轨道交会对接，也是首次在月球轨道上实现无人交会对接。按照计划，嫦娥五号将于12月中下旬返回地球。

负责月球取样和返回的嫦娥五号探测器再次成功通过重要关口。12月6日5时42分，嫦娥五号升空器与轨道器和再入器组合体成功交会对接，样本容器于6时12分安全转移至再入点。这是我国首次实现月球轨道交会对接，也是首次在月球轨道上实现无人交会对接。

据国家航天局月球探测与航天工程中心副主任、嫦娥五号任务发言人裴兆宇介绍，嫦娥五号升空器从月球表面成功起飞后进入交会对接初始轨道，然后在地面测控系统的远程制导下，到达轨道返回组合体前方和上方预定的位置。然后，轨道返回组件独立实施短程制导，接近升空器，通过持爪完成与登月器的月球轨道交会对接，最后完成在轨样本转移。

两个航天器太空中的交会对接，犹如浩瀚太空中的一根“针线”。中国航天器的近地轨道交会对接已由神舟和天宫多次实施，但在月球轨道上却是首次。

专家指出，距离地球38万公里的月球轨道交会对接必须在规定时间内完成。如果时间太长，卫星上的能量和热量控制将无法支持。此外，月球1/3的轨道有1/3的时间位于月球背面，月球上空没有用于飞机导航的卫星导航星座。为了准确预测两个航天器在月球轨道上飞行的位置和速度，达到要求的交会对接精度，对地基测控系统和导航控制技术提出了很高的要求。如果一次失败，需要2至3天时间再次组织交会对接，很有可能错过月地转移的返回窗口。

在交会对接过程的短程自主控制阶段，地面人员只能“看棋不说一句话”。由于月球轨道交会对接精度要求达到厘米级，地月距离太远，这一阶段的交会对接过程将由航天器的制导、导航和控制系统来完成，难度很大。

在近程自主控制阶段，制导、导航和控制系统实时调整轨道和姿态。在微波雷达、激光雷达和交会对接相机的中继支持下，轨道返回组件逐渐赶上升降器，直至“手拉手”，双方保持同一速度飞行。

“与狮子座相比，月球轨道环境更为复杂，对微波雷达自动交会对接的要求极为严格。”中国第二航天科工学院第二十五研究所总工程师孙武，介绍了我国航天器多次在近地轨道交会对接，微波雷达已成功应用。为了指导月球轨道首次无人交会对接，专门研制了嫦娥五号微波雷达。

当返回轨道组件与升空距离约100公里时，微波雷达已开始工作，连续向导航控制子系统提供两个航天器之间的相对运动参数，并进行双向通信。两个航天器根据雷达提供的信号调整飞行姿态，直到轨道飞行器上的对接机构捕获并锁定升空器。