探测器5号于1968年9月14日发射，进行绕过月球后返回地球的飞行试验，重5800千克。首次绕过月球后返回地球，拍摄地球黑白图片。不过探测器5号没有采用预定的跳跃式返回方式，而是采用弹道式再入大气层，并溅落在印度洋上。这种弹道式再入方式产生了高过载（10～16 g），这种高过载是宇航员所无法承受的。

苏联探测器5号（Zond-5）是1968年9月14日发射升空的，其质量为5600千克，携带有测量仪器、摄影装置和图像发送传输系统。4天后，即9月18日探测器5号到达距月球1950千米的地方，并转到月球背面进行了考察。探测器5号在太空飞行中对装载的龟和植物种子进行了科学实验，研究了地球-月球-地球轨道飞行对生物的影响，考察了月地空间的物理特性。这次飞行首次解决了空间探测器在绕月飞行后沿弹道轨道返回地球的技术问题，并完成了首次在海上回收探测器的试验。9月21日，探测器5号的着陆舱溅落在印度洋上，把经过空间辐射的龟和植物种子带回地面，完成了预定的探测任务。