Một trong những mục tiêu sẽ là mang về tổng cộng 85 kg mẫu vật Mặt Trăng, cả từ trên bề mặt và dưới bề mặt, nhiều hơn mức trung bình 64 kg mà các phi hành gia trong sứ mệnh Apollo mang về Trái Đất trong khoảng thời gian từ năm 1969 đến năm 1972.

"Mặt Trăng có tiềm năng khoa học rất lớn và các phi hành gia sẽ giúp chúng ta khám phá nó", phó quản trị viên của Ban Giám đốc Sứ mệnh Khoa học của NASA Thomas Zurbuchen nhấn mạnh trong buổi công bố báo cáo.

Báo cáo dài tổng cộng 188 trang vạch ra những mục tiêu khoa học ưu tiên cho sứ mệnh Artemis dự kiến bắt đầu được triển khai từ năm sau.

Theo đó, nhiệm vụ Artemis I liên quan đến thử nghiệm Hệ thống Phóng Không gian và một tàu vũ trụ Orion không người lái sẽ diễn ra trước cuối năm 2021. Hai năm sau, NASA sẽ triển khai nhiệm vụ Artemis II với một chuyến bay thử nghiệm có phi hành đoàn vào quỹ đạo Trái Đất nhưng không liên quan đến việc hạ cánh trên Mặt Trăng. Nhiệm vụ trọng tâm, Artemis III, sẽ đưa con người quay trở lại vệ tinh tự nhiên của Trái Đất vào năm 2024, trong đó có nữ phi hành gia đầu tiên.

Các phi hành gia sẽ chỉ có tối đa sáu ngày rưỡi trên Mặt Trăng để thu thập mẫu và tìm hiểu các quá trình của thiên thể. Mục tiêu cuối cùng của NASA là xây dựng Căn cứ Artemis trên Mặt trăng trước khi kết thúc thập kỷ, một kế hoạch đầy tham vọng đòi hỏi hàng chục tỷ USD tiền tài trợ và cần được Tổng thống đắc cử Joe Biden cũng như Quốc hội Mỹ bật đèn xanh.

Trong sứ mệnh Artemis III, các chuyên gia có kế hoạch thiết lập một liên kết video và dữ liệu thời gian thực từ các phi hành gia tới một nhóm hỗ trợ khoa học trên Trái Đất. Họ cũng đề xuất phát triển các công cụ khoa học nhẹ hơn và có khả năng thực hiện nhiều nhiệm vụ hơn.

Ngoài ra, NASA nên xem xét lắp đặt trước các thiết bị khoa học trong vùng lân cận bãi đáp Artemis III, bao gồm một kho chứa công cụ để phi hành đoàn sử dụng khi hạ cánh xuống Mặt Trăng và một hoặc nhiều robot thăm dò để theo dõi môi trường xung quanh.