El proyecto Chang"e ha completado una misión de muestreo de la capa de suelo lunar superficial; sin embargo, la exploración de la capa de roca lunar profunda sigue sin abordarse. Para investigar más a fondo la viabilidad de la perforación de roca lunar profunda e identificar los factores que afectan la tasa de penetración (ROP) y la potencia en un entorno de baja temperatura y bajo contenido de agua, se desarrolló un modelo. Este estudio utilizó el método Box-Behnken para diseñar un experimento de superficie de respuesta, donde se consideraron como factores clave el número de cortadores de diamante policristalino (PDC), el ángulo de inclinación hacia atrás, las condiciones de eliminación de virutas y la temperatura. Se estableció un modelo de superficie de respuesta para ROP y potencia. Los resultados indicaron que el número de cortadores PDC, el ángulo de inclinación hacia atrás, las condiciones de eliminación de virutas y la temperatura afectaban significativamente tanto a ROP como a la potencia, siendo la interacción entre la temperatura y el ángulo de inclinación hacia atrás especialmente fuerte en su impacto sobre la ROP. El modelo de regresión demostró una alta precisión predictiva tanto para ROP como para potencia, con valores de bondad de ajuste de 0.95 y 0.96, respectivamente. La combinación óptima del ángulo de inclinación hacia atrás, el número de cortadores PDC, la temperatura y las condiciones de eliminación de virutas, derivada del experimento de superficie de respuesta, fue de 25 grados, cuatro, -15 grados Celsius y 1, respectivamente, lo que resultó en una alta eficiencia de perforación y un bajo consumo de energía. Este estudio ofrece nuevas perspectivas para el diseño de experimentos de perforación lunar profunda, así como apoyo para la futura optimización de herramientas de perforación.