Từ Trung tâm Vũ trụ Kennedy (Kennedy Space Center) tại Florida, Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Hoa Kỳ (NASA) đã phóng Hệ thống Phóng Không gian (Space Launch System) cao 98 m, mở màn sứ mệnh Artemis-2. Trên đỉnh là tàu Orion Integrity chở bốn phi hành gia, đánh dấu lần đầu nhân loại trở lại quỹ đạo Mặt Trăng sau hơn 50 năm. Dù lộ trình gặp nhiều trắc trở, bước khởi đầu này được xem là đòn bẩy hướng tới mục tiêu đổ bộ sớm nhất năm 2028.

Trước ngày bay, SLS từng bị hoãn vì rò rỉ hydro và sự cố dòng hélium, buộc phải đưa về nhà chứa sửa chữa. Trong đếm ngược, NASA xử lý kịp thời hiện tượng quá nhiệt ở pin hệ thống hủy phóng của Orion. Khi cất cánh, hai booster tách sau khoảng 2 phút; tầng lõi với động cơ RS-25 tiếp tục đẩy đến khi tắt máy ở khoảng phút thứ 8, sau đó Orion cùng tầng trên ICPS vào quỹ đạo Trái Đất.

Tổ bay gồm Reid Wiseman (chỉ huy, Hoa Kỳ), Victor Glover (phi công, Hoa Kỳ), Christina Koch (chuyên gia nhiệm vụ, Hoa Kỳ) và Jeremy Hansen (chuyên gia nhiệm vụ, Canada). Wiseman và Glover đều từng bay lên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS). Glover trở thành người da màu đầu tiên bay vòng Mặt Trăng; Koch có thể là nữ phi hành gia đầu tiên trong hành trình này; Hansen là công dân không phải người Mỹ đầu tiên rời quỹ đạo thấp Trái Đất, thuộc Cơ quan Vũ trụ Canada (Canadian Space Agency).

Ngay sau khi vào quỹ đạo, Orion triển khai mảng pin mặt trời, chuẩn bị cho hành trình 10 ngày. ICPS nâng tàu lên quỹ đạo cao có điểm xa nhất cách Trái Đất khoảng 70.000 km để tối ưu cú tăng tốc về Mặt Trăng, đồng thời triển khai bốn cubesat cỡ nhỏ. Khoảng 25,5 giờ sau phóng, tàu thực hiện tăng tốc lên đường, dự kiến ngày thứ 6 bay lướt mặt khuất Mặt Trăng, đạt khoảng cách gần 400.000 km tính từ Trái Đất, tạm mất liên lạc vô tuyến và thử nghiệm hệ thống liên lạc quang học. Orion theo quỹ đạo “tự do hồi quy” bảo đảm trở về Thái Bình Dương sau khoảng 5 ngày hành trình ngược.

Artemis-2 không hạ cánh Mặt Trăng vì đây vẫn là chuyến bay thử có người đầu tiên của Orion và SLS; mục tiêu chính là kiểm chứng an toàn và các hệ thống then chốt. Các hệ thống hạ cánh có người lái HLS do SpaceX và Blue Origin phát triển chưa sẵn sàng, dự kiến chỉ được sử dụng từ Artemis-3 trở đi.

Khoảng cách hơn nửa thế kỷ sau Apollo-17 xuất phát từ cách tiếp cận thận trọng hơn với bay có người lái và sự thay đổi ưu tiên sau thời Chiến tranh Lạnh. Mục tiêu hiện nay là hiện diện bền vững: trạm quỹ đạo và căn cứ bề mặt, đồng thời chuẩn bị cho Mars về lâu dài. Sau khi chương trình Apollo kết thúc, trọng tâm chuyển sang quỹ đạo thấp; ý chí quay lại Mặt Trăng được nối lại trong các chính quyền gần đây của Hoa Kỳ, trong bối cảnh Trung Quốc tăng tốc.

Theo chiến lược Ignition do Giám đốc NASA Jared Isaacman công bố, cơ quan này dừng phát triển Trạm không gian Gateway (Gateway) để dồn nguồn lực cho căn cứ bề mặt. Kế hoạch cập nhật hướng tới mốc 2028 nhưng chèn thêm một chuyến thử: Artemis-3 diễn tập ghép nối Orion với HLS trên quỹ đạo Trái Đất, còn bước chân trở lại bề mặt chuyển sang Artemis-4. Để hạ chi phí dài hạn, NASA trông cậy vào hệ thống tái sử dụng của đối tác thương mại như Starship của SpaceX và New Glenn của Blue Origin. Chương trình chịu chỉ trích vì chi phí SLS rất cao (mỗi lần phóng khoảng 4 tỷ USD, đội hơn 140% ngân sách) và lo ngại về hư mòn tấm chắn nhiệt Orion sau Artemis-1; dù chưa xác định hoàn toàn nguyên nhân, NASA đánh giá rủi ro chấp nhận được. Bất chấp tranh cãi, Artemis-2 cất cánh an toàn, củng cố bước tiến của Hoa Kỳ trong cuộc đua không gian mới với Trung Quốc.