2008年，吴伟仁接棒孙家栋院士，担任中国探月工程总设计师。那时，嫦娥一号首次绕月探测刚取得圆满成功。已在航天系统深耕多年的吴伟仁，在这个新的工作岗位上感受到的是“强烈的愿望、强烈的责任感和使命感”。在他看来，航天事业就是要坚持一种独立自主、自力更生的精神，就是要为国家、为民族做事。

吴伟仁说，我国并未在国际同一个水平进行简单重复，而是以现代科学技术实现自己的月球探测。

2010年10月1日，嫦娥二号发射升空，奔向月球。在近月制动环节，测控精度十分重要。在卫星第一次进入100公里绕月轨道时，如果控制不好，可能撞向月球，或者是“跑了”，没被月球“抓住”。当时有很多技术风险。嫦娥二号最终被月球捕获，在月球轨道上环绕起来，吴伟仁心里的“一块石头落了地”。

再比如落月，既要落得准，又要落得安全，不能翻车。据吴伟仁介绍，嫦娥三号的着陆点，前面十几米就有很大一个坑，我们成功地避开了，做到了安全着陆。我们的特色是有一套自动避障系统，可以自动躲避月坑、突出的石头等障碍，找到安全着陆区。

在实施嫦娥四号任务时，一个难题摆在大家面前：月球总是一面朝向地球，人类在地球上看到的永远是月球的正面，飞临月球背面的人类探测器将如何与地球保持通信？

吴伟仁和团队用了近两年时间，解决了中继星通信的最佳空间点问题，卫星对于地球和月球保持相对静止的地月拉格朗日L2点被找到。2018年5月21日，嫦娥四号任务“鹊桥”中继星发射升空，终结了月背通信“不在服务区”的历史。2019年1月11日，嫦娥四号着陆器与玉兔二号巡视器在“鹊桥”中继星支持下顺利完成互拍，地面接收图像清晰完好，中外科学载荷工作正常，探测数据有效下传，搭载科学实验项目顺利开展，嫦娥四号任务圆满完成。至此，我国探月工程取得“五战五捷，连战连捷”。

吴伟仁认为，探月工程是汇聚了全国2000多家单位、数万名科技工作者直接或间接参与的重大科技工程，技术挑战多、实施难度大、任务风险高，从设计到生产、从研制到试验、从发射实施到飞行控制，技术的每一次突破、工程的每一步跨越，都是全国密切配合、攻坚克难的结果。

在今年全国两会上，作为全国政协委员的吴伟仁分享了中国探月“五战五捷”的原因：探月工程是高风险事业，正是在“失败不起，没有退路，只能成功”的理念激励下，我们实现了中国探月“五战五捷”。

曾经有人问吴伟仁：探索这个38万公里外的荒漠星球，对我们有什么意义？吴伟仁回答：激发我们的科学创新和探索精神。

吴伟仁指出，建设创新型国家，除了靠基础研究，国际上一个通用的做法就是用大工程带动整个国家的创新。我国的探月工程，带动了深空测控技术、火箭准确入轨技术、探测器技术、变推力的火箭发动机技术、精确控制技术和66米口径地面深空探测站等技术的发展。

“更重要的是，探月梦能够促进中国梦。”吴伟仁说，这样的大工程可以激发一个国家、一个民族的探索精神。探索未知世界是人类的天性。我们总是想去了解生命的起源、人类的起源、太空的起源、宇宙的起源，这种好奇心就是科学的精神。

吴伟仁说，我国目前只进行了5次探月，虽然次数较少，但每次都成功，成功率很高。通过探月工程，很多年轻人脱颖而出，获得的科学数据够分析几十年，对我国认识日地月系统意义重大。

据他介绍，2019年底我国有望实现从月球采样返回，成为继美国、前苏联之后第三个把月球上的月壤带回地球的国家；2020年将发射第一个火星探测器，在火星着陆并巡视探测。同时，我国科研人员还在研究制定未来的太阳系探测规划。

吴伟仁表示，深空探测永无止境，既充满风险，也充满挑战和机遇，需要一代又一代人接续奋斗，“我希望全国青少年都能投入到这项伟大事业中，去迎接挑战、开创未来。”