中国月球探测工程的第二阶段为“落”，全称叫“月面软着陆探测与自动巡视勘察”，即把月球探测器（月球车或探月机器人）发射至月球表面软着陆进行探测，精细探测着陆区的土壤、岩石、环境、热流和月表环境，进行高分辨率摄影和月岩的现场探测或采样分析，建设月基天文台，为月球基地的选址提供月面环境、地形、月岩的化学与物理性质等数据。

第二阶段的核心任务是实现探测设备登上月球，并进行科学探测。其主要工程技术目标是突破月球软着陆、自动巡视勘察及其他相关技术，研制和发射月球软着陆探测器和自动巡视探测器（月球车），建立月球探测航天工程基本系统。中国的月球软着陆探测拟由着陆器和月球车两部分，或者再加上轨道器三个部分组成，相互配合完成探测任务。

月表软着陆可分为探测器接近月面、软着陆发动机点火、着陆撞击直至稳定三个阶段。由于月球表面没有大气层，因此无法借助气动力来减速着陆，必须使用软着陆发动机和着陆缓冲装置。着陆缓冲装置可有花瓣式、桁架式和薄壁壳体式等几种结构形式。

由于月球表面的热工况和太阳照射等条件与地球不同，所以为保证着陆器的正常工作，必须研究月球软着陆探测器总体设计技术，着陆轨道设计与控制，着陆过程动力学分析设计，着陆过程地面试验技术。

月球表面自动巡视探测技术，主要是通过月球车在月球表面自动行驶，利用车载有效载荷对月面进行全景和近景摄影，对月表的化学成分进行分析，并把所获取的信息传送回地面。由于月球表面环境恶劣，地形复杂多变，因此月球表面自动巡视探测技术包含很多关键技术，主要有月球车的总体设计、自主导航和运动控制方法及地面仿真实验技术等。

从工程技术实现的角度来看，月球软着陆探测要攻克以下几项关键技术：着陆轨道设计与制导、导航和控制；着陆缓冲；月面探测的测控通信；月面工作的热控与电源技术。

月球软着陆方式可采用先环月再着陆的飞行程序；缓冲可分为气囊式和着陆机构式两类，其中机构式可能更适合中国软着陆探测；通信保障的主要困难来自于巨大的距离扩散损耗、长时间的延迟及低覆盖率等问题，可采取提高星上测控通信设备的功率、提高天线增益和增加地面天线的尺寸等措施来解决。

月球车具有移动性、适应性、自主性和功能性四个特点，一般包括移动子系统、结构与机构子系统、导航与控制子系统、综合电子子系统、电源子系统、热控子系统、测控与数传子系统、机械臂子系统和科学仪器子系统等九个子系统。其关键技术是：月球车总体方案设计与优化；移动技术；定位、路径规划与控制技术；同位素温差电源及其相关技术；新型热控技术；测控通信技术；仿真与地面验证技术。

“月面软着陆探测与自动巡视勘察”的总体科学目标是：调查月表的区域地貌与地质构造；月表物质成分就位探测与巡视分析；月球内部结构探测与月球动力学研究；日-地-月空间辐射环境探测与月基天文观测。

其特点如下：①选择与以往不同区域着陆；②月面软着陆就位探测与月球车巡视勘察二者同时进行并有机结合，这将获得比以前更有意义的探测成果；③在国际上首次利用测月雷达实测月壤厚度（1～30米）和月壳岩石结构（1～3千米）；④首次在软着陆基础上利用数据转发器精确测定地月间距离，进行月球动力学研究；⑤首次开展日地空间和太阳系外天体的月基甚低频射电干涉观测，进行太阳射电爆发与空间粒子流、光千米波辐射、日冕物质抛射行星低频噪声和太阳系外天体的甚低频观测研究；⑥首次在月球上采用极紫外相机观测太阳活动和地磁扰动对地球空间等离子层极紫外辐射的影响，研究该等离子层在空间天气过程中的作用；⑦首次进行月基光学天文观测，研究太阳系外行星系统、星震和活动星系核。