Tên lửa Hệ thống Phóng Không gian (SLS) và tàu Orion đưa phi hành đoàn Artemis II rời bệ phóng tối 1/4 (5h35 ngày 2/4 giờ Hà Nội), bay tới Mặt trăng. Sứ mệnh kéo dài 10 ngày này đánh dấu sứ mệnh có người lái đầu tiên của NASA vượt ra ngoài quỹ đạo Trái Đất tầm thấp sau 54 năm.

Sau khi trở thành những người bay xa Trái đất nhất trong lịch sử, phi hành đoàn Artemis II dự kiến tái nhập khí quyển, trở về Trái đất vào khoảng 20h tối 10/4 (theo giờ miền Đông nước Mỹ), tức 7h07 sáng 11/4 (giờ Việt Nam). Họ sẽ đáp xuống vùng biển ngoài khơi San Diego, bang California.

Trên hành trình trở về, tàu Orion sẽ di chuyển với tốc độ lên tới 38.365 km/giờ khi tiến vào khí quyển Trái đất. Đây là một giai đoạn rủi ro cao của sứ mệnh, nơi lớp chắn nhiệt của tàu Orion sẽ phải chịu thử thách với ma sát khí quyển cực lớn. Ở tốc độ này, ma sát và áp suất khí quyển sẽ đẩy nhiệt độ bề mặt bên ngoài tàu lên hơn 2.760 độ C.

“Tôi thực sự đã nghĩ về giai đoạn tái nhập từ ngày 3/4/2023, khi chúng tôi được giao nhiệm vụ này. Còn rất nhiều bức ảnh, rất nhiều câu chuyện, và trời ạ, tôi thậm chí còn chưa kịp xử lý hết những gì chúng tôi đã trải qua. Chúng tôi vẫn còn 2 ngày nữa và việc "cưỡi" một quả cầu lửa xuyên qua khí quyển cũng là một trải nghiệm vô cùng sâu sắc”, phi công Victor Glover phát biểu trong cuộc họp báo trên quỹ đạo Mặt trăng ngày 8/4.

Sứ mệnh Artemis II được đánh giá là bước đi then chốt trong chương trình Artemis của NASA trị giá hàng tỷ đô la với mục tiêu đưa con người đổ bộ xuống Mặt trăng vào năm 2028 cũng như thiết lập sự hiện diện lâu dài của Mỹ trong thập kỷ tới, bao gồm xây dựng một căn cứ trên Mặt trăng để phục vụ các sứ mệnh tới sao Hỏa trong tương lai.

Với việc phi hành đoàn thực hiện chuyến bay vòng qua Mặt trăng kéo dài khoảng 6 giờ trong sứ mệnh Artemis II kéo dài 10 ngày, NASA có được nhiều nguồn dữ liệu quan sát trực tiếp quý giá để triển khai những sứ mệnh tiếp theo, từng bước mở rộng phạm vi hoạt động, tiến tới mục tiêu xa hơn là sao Hỏa.

Theo dự kiến, Artemis III vào năm 2027 sẽ đưa tàu Orion ghép nối trên quỹ đạo với các tàu đổ bộ Mặt trăng, gồm hệ thống của Blue Origin do tỷ phú Jeff Bezos sáng lập và Starship của SpaceX do tỷ phú Elon Musk điều hành.

Tiếp đến, sứ mệnh Artemis IV dự kiến tiến hành năm 2028 sẽ hướng tới mục tiêu hạ cánh, nhiều khả năng tại khu vực cực Nam của Mặt trăng - nơi con người chưa từng đặt chân tới. Các dữ liệu thu được từ Artemis II được kỳ vọng sẽ hỗ trợ lựa chọn địa điểm phù hợp. Trong khi đó, Artemis V có thể mở rộng hạ tầng lâu dài trên Mặt trăng, bao gồm khả năng xây dựng căn cứ phục vụ nghiên cứu và khai thác.