ตั้งแต่ปี 1976 เป็นต้นมา ตัวอย่างหินบนดวงจันทร์ชุดแรกที่กลับมายังโลกได้ตกลงสู่พื้นโลกเมื่อวันที่ 16 ธันวาคม ยานอวกาศฉางเอ๋อ-5 ของจีนได้นำวัตถุน้ำหนักประมาณ 2 กิโลกรัมกลับมา หลังจากการเยือนพื้นผิวดวงจันทร์อย่างรวดเร็ว
E-5 ลงจอดบนดวงจันทร์ในวันที่ 1 ธันวาคม และยกขึ้นอีกครั้งในวันที่ 3 ธันวาคม เวลาของยานอวกาศนั้นสั้นมากเนื่องจากใช้พลังงานแสงอาทิตย์และไม่สามารถทนต่อคืนเดือนหงายอันรุนแรงซึ่งมีอุณหภูมิต่ำถึง -173°Cปฏิทินจันทรคติมีระยะเวลาประมาณ 14 วันโลก
“ในฐานะนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับดวงจันทร์ สิ่งนี้น่าให้กำลังใจจริงๆ และฉันรู้สึกโล่งใจที่เราได้กลับมายังพื้นผิวดวงจันทร์เป็นครั้งแรกในรอบเกือบ 50 ปี”เจสซิกา บาร์นส์ จากมหาวิทยาลัยแอริโซนา กล่าวภารกิจสุดท้ายในการส่งตัวอย่างจากดวงจันทร์คือยานสำรวจ Luna 24 ของโซเวียตในปี 1976
หลังจากเก็บตัวอย่างได้ 2 ตัวอย่างแล้ว ให้เก็บตัวอย่าง 1 ตัวอย่างจากพื้นดิน แล้วเก็บตัวอย่าง 1 ตัวอย่างจากใต้ดินประมาณ 2 เมตร จากนั้นบรรจุลงในยานพาหนะที่กำลังขึ้น จากนั้นจึงยกขึ้นเพื่อกลับเข้าสู่วงโคจรของยานพาหนะภารกิจการรวมตัวครั้งนี้นับเป็นครั้งแรกที่ยานอวกาศหุ่นยนต์ 2 ลำเชื่อมต่ออัตโนมัติอย่างสมบูรณ์นอกวงโคจรของโลก
แคปซูลที่บรรจุตัวอย่างถูกย้ายไปยังยานอวกาศส่งคืนซึ่งออกจากวงโคจรดวงจันทร์และกลับบ้านเมื่อฉางเอ๋อ-5 เข้าใกล้พื้นโลก มันก็ปล่อยแคปซูลซึ่งกระโดดออกจากชั้นบรรยากาศในคราวเดียว ราวกับก้อนหินที่กระโดดข้ามผิวน้ำทะเลสาบ ชะลอความเร็วลงก่อนจะเข้าสู่ชั้นบรรยากาศและกางร่มชูชีพ
ในที่สุด แคปซูลก็มาถึงมองโกเลียในฝุ่นพระจันทร์บางส่วนจะถูกเก็บไว้ที่มหาวิทยาลัยหูหนานในเมืองฉางซา ประเทศจีน และส่วนที่เหลือจะแจกจ่ายให้กับนักวิจัยเพื่อทำการวิเคราะห์
การวิเคราะห์ที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งที่นักวิจัยจะดำเนินการคือการวัดอายุของหินในกลุ่มตัวอย่าง และผลกระทบจากสภาพแวดล้อมในอวกาศเมื่อเวลาผ่านไปอย่างไร“เราคิดว่าบริเวณที่ฉางเอ๋อ 5 ลงมานั้นเป็นตัวแทนของลาวาอายุน้อยที่สุดที่ไหลออกมาบนพื้นผิวดวงจันทร์” บาร์นส์กล่าว“หากเราสามารถจำกัดอายุของพื้นที่ได้ดีขึ้น เราก็สามารถกำหนดข้อจำกัดที่เข้มงวดมากขึ้นเกี่ยวกับอายุของระบบสุริยะทั้งหมดได้”