在「阿爾忒彌斯1號」飛行期間，「獵戶座」太空艙將飛越月球，並在42天後返回地球。
如果一切按計劃進行，美國宇航局（NASA）有史以來最強大的運載火箭——太空發射系統（SLS）將於8月29日進行首次試飛。
SLS會將一個能夠運載太空飛行員的小型太空艙送入太空。這個名為「獵戶座」的太空艙將繞月球飛行——比任何為人類建造的太空飛行器飛得都遠，並在42天後返回地球。
這次試飛至關重要，因為NASA計劃在未來幾年使用太空艙將太空飛行員送上月球。如果成功，這將是自1972年阿波羅17號太空飛行員從月球返回以來，人類首次超越近地軌道。
「我們已經進入了航天科學研究的新時代。」科羅拉多大學博爾德分校航天工程師Luis Zea的酵母基因實驗以及其他實驗將隨此次試飛一起進行。它們被塞入「獵戶座」太空艙上的一個太空飛行員座位下面。
這種做法是為了最大限度地利用這次耗資40多億美元的試飛。其間一些實驗將圍繞月球進行，然後返回；其他實驗則被部署於太空中。
這次飛行的其他科學載荷包括兩顆繪製月球冰圖的小衛星、駛向小行星的太陽帆，還有測量輻射如何影響人體內部器官的人形模型。其中一個是來自日本的小型著陸器，它甚至將登陸月球——如果成功，日本將成為第4個軟著陸月球的國家。
這次被稱為「阿爾忒彌斯1號」的飛行，是NASA「阿爾忒彌斯」計劃的第一步。「阿爾忒彌斯2號」將在2024年之前搭載太空飛行員繞月飛行；「阿爾忒彌斯3號」將搭載一名太空飛行員在月球南極附近著陸，這項於2025年或更晚些時候完成的任務將包括第一位女性登月。
在「阿爾忒彌斯1號」發射當日，由兩個固體火箭助推器和4個強大的發動機提供動力，SLS將轟鳴著沖向天空，之後將空的推進劑罐扔進海洋，然後與「獵戶座」太空艙分離。太空艙將使用一個更小的、歐洲製造的推進系統，進入飛越月球的軌道。
在這個過程中，科學實驗將會開啟。在發射後的幾個小時內，該太空飛行器將向太空部署10顆小型立方體衛星。但其中5顆自一年多前安裝在火箭上以來一直沒有充電。一些研究人員擔心，電池可能無法提供足夠的能量讓立方體衛星按計劃開始工作。
假設部署成功，其中兩顆立方體衛星將以不同的方式繪製月球表面的冰。NASA對月球冰感興趣，是因為它保存了太陽系歷史的冰凍記錄，並可以作為未來人類探險的資源。
軌道飛行器已經探明，處於永久陰影的月球極地隕石坑中含有冰。「阿爾忒彌斯3號」的目標就是讓太空飛行員在南極登陸，研究這些冰。但目前月球科學家不知道冰的確切位置，也不知道有多少冰。
「阿爾忒彌斯1號」的一顆立方體衛星將低空飛過月球南極，尋找以氫形式存在的水。其將繪製出迄今為止解析度最高的中子圖，表明氫的位置。「這將告訴我們水冰在哪裡。」亞利桑那州立大學行星科學家、此次任務的主要研究員Craig Hardgrove說。
另一顆立方體衛星將使用紅外光譜儀繪製冰圖，以尋找月球地表水的特徵。它將通過提供冰分布的另一個視圖來補充上述中子圖。
第三顆立方體衛星是日本的著陸器，僅700克，也是世界上最小的月球著陸器。
它將直接向下飛向月球表面，並在其上方幾百米處釋放一個微型氣囊緩衝探測器。探測器將自由下落並撞擊表面，然後嘗試與地球通信並測量輻射環境。
還有一顆立方體衛星將前往一顆名為「2020 GE」的小行星，而不是月球。它將展開一個86平方米的太陽帆，利用太陽光的壓力在太空中航行。這次飛行將測試新相機以及壓縮和傳輸深空任務數據的創新方法。
兩個人體模型Helga和Zohar將被綁在「獵戶座」太空艙的座位上，登上「阿爾忒彌斯1號」。這項實驗由德國航空航天中心領導，旨在更好地量化輻射對人體的影響。
