U prosincu 1972. Eugene Cernan i Harrison Schmitt napustili su Mjesečevu dolinu Taurus-Littrow i pridružili se Ronaldu Evansu, koji ih je čekao u orbiti. Na površini su ostali njihovi tragovi, znanstveni instrumenti i lunarno vozilo. Posada Apolla 17 vratila se na Zemlju. Nitko nakon njih nije hodao Mjesecom. Zašto se nakon toga desetljećima nismo vratili na Mjesec? Računala su postajala snažnija, materijali napredniji, a sustavi upravljanja precizniji. No trebalo je i dalje financirati skup i opasan pothvat. Apollo je imao politički cilj koji je mogao ostvariti jednim slijetanjem. Kad ga je dosegnuo, svaki sljedeći let bilo je teže opravdati.
Program Artemis trebao bi omogućiti redovite povratke, istraživanje južnog polarnog područja i postupnu gradnju postaja. Ondje bi ostajala oprema za sljedeće posade, a roboti bi dio poslova obavljali i između njihovih dolazaka. Dosadašnja istraživanja tako bi se mogla nastavljati i proširivati, uz redovitu opskrbu i održavanje opreme. Predsjednik John F. Kennedy u svibnju 1961. zatražio je da Sjedinjene Države prije kraja desetljeća pošalju čovjeka na Mjesec i sigurno ga vrate. Sovjetski Savez već je lansirao Sputnik i poslao Jurija Gagarina u svemir. U hladnoratovskom nadmetanju takvi su uspjesi pokazivali tehnološku, industrijsku i političku snagu države. Amerikancima je trebao pothvat kojim bi mogli preuzeti vodstvo. Slijetanje je zahtijevalo niz prethodnih provjera. Apollo 8 odveo je ljude u orbitu oko Mjeseca, Apollo 9 iskušao je lunarni modul s posadom u Zemljinoj orbiti, a Apollo 10 provjerio je gotovo cijeli postupak budućeg slijetanja. U srpnju 1969. Neil Armstrong i Buzz Aldrin spustili su se na površinu, dok je Michael Collins ostao u orbiti. Kennedyjev cilj bio je ostvaren.
Istraživanje se nakon toga nastavilo. U šest uspješnih slijetanja, od Apolla 11 do Apolla 17, Mjesecom je hodalo dvanaest ljudi. Apollo 13 nije sletio: zbog kvara misija se pretvorila u borbu za siguran povratak. Posljednje ekspedicije raspolagale su vozilima i imale više vremena za rad, a Schmitt je kao geolog mogao na terenu birati uzorke i tumačiti ono što vidi. Znanstveni rezultati ipak nisu osigurali nastavak financiranja. Nakon pobjede nad Sovjetima novo slijetanje više nije imalo istu političku težinu. NASA je uz ograničen proračun morala odlučiti koliko će još letova posvetiti Mjesecu, a koliko sredstava usmjeriti na Skylab i budući svemirski raketoplan. Povjesničar John M. Logsdon u analizi za Nacionalni muzej zrakoplovstva i svemira Smithsonian kao jedan od razloga završetka programa Apollo navodi i visok rizik svake ekspedicije. Otkazivanjem preostalih letova Apollo 17 postao je posljednji.
Apollo je omogućio kratke ekspedicije koje su gotovo sve potrebno nosile sa sobom. Iza astronauta nije ostajala nastamba za sljedeću posadu ni sustav njezine opskrbe. Kad je prestala proizvodnja raketa i letjelica, a stručnjaci i tvornice prešli na druge programe, za novi odlazak trebalo je ponovno razviti i izgraditi čitav sustav. U Artemisu put do Mjeseca i spuštanje na njegovu površinu imaju odvojene prijevozne sustave. Raketa SLS lansira brod Orion, u kojem posada putuje i vraća se na Zemlju. Europski servisni modul osigurava mu pogon i druge ključne funkcije. Za spuštanje iz Mjesečeve orbite i uzlijetanje s površine razvijaju se zasebne komercijalne letjelice. Artemis I bio je prvi let u kojem su zajedno iskušani raketa SLS i brod Orion. Od 16. studenoga do 11. prosinca 2022. Orion je bez posade putovao oko Mjeseca i vratio se na Zemlju. Let je trajao nešto više od 25 dana. NASA je provjerila rad letjelice, od lansiranja i upravljanja tijekom putovanja do povratka kroz atmosferu pri velikoj brzini.
Let je otkrio i problem s toplinskim štitom: pri povratku se s njega odvajalo više pougljenjenog materijala nego što se očekivalo. Nakon ispitivanja NASA je za Artemis II promijenila putanju ulaska u atmosferu. Naknadna analiza tog leta potvrdila je da je štit zaštitio posadu, uz znatno manje odvajanja materijala nego pri prvom povratku. Misija Artemis II u travnju 2026. odvela je oko Mjeseca Reida Wisemana, Victora Glovera, Christinu Koch i kanadskog astronauta Jeremyja Hansena. Na Zemlju su se vratili 10. travnja, nakon nešto više od devet dana. Nisu sletjeli ni ušli u Mjesečevu orbitu, nego su preletjeli njegovu dalju stranu i krenuli kući. Bio je to prvi let s ljudskom posadom do Mjesečeve blizine nakon misije Apollo 17. Orion je time prvi put prevezao posadu i u stvarnim uvjetima iskušao sustave za održavanje života daleko od Zemlje. Europski servisni modul osiguravao je pogon, električnu energiju, zrak, pitku vodu i regulaciju temperature. Uspjeh misije uvelike je ovisio i o opremi europske industrije.
Uloge sljedećih misija promijenjene su u odnosu na prethodne najave. Artemis III više nije predviđen za prvo slijetanje s posadom. U letu planiranom za 2027. Orion bi ostao u niskoj Zemljinoj orbiti i iskušao približavanje i spajanje s pokusnim inačicama modula za slijetanje. Razvijaju ih SpaceX i Blue Origin, a u pokusu bi sudjelovale letjelice jednog ili obaju dobavljača. Svrha je provjeriti mogu li letjelice razvijane odvojeno sigurno raditi zajedno. Posada mora moći prijeći iz jedne u drugu, a njihove veze, priključci i sustavi moraju funkcionirati kao cjelina. Sličnu je provjeru prije prvog slijetanja obavio Apollo 9. U Zemljinoj orbiti takve se operacije mogu iskušati prije nego što astronauti o njima budu ovisili blizu Mjeseca. Misija Artemis IV, planirana za 2028. godinu, trebala bi vratiti astronaute na Mjesečevu površinu, ovoga puta u područje južnog pola. Nakon dolaska letjelicom Orion, članovi posade prešli bi u modul za slijetanje kojim bi se spustili na površinu i proveli istraživanja. Po završetku misije povratak na Zemlju nastavili bi letjelicom Orion. O spremnosti modula za slijetanje ovisit će koji će dobavljač dobiti zadaću prijevoza posade.
Artemis IV trebao bi povezati sve te korake u jednu uspješnu ekspediciju. Astronauti bi prvi put izravno istraživali područje predviđeno za gradnju postaje. Njezina gradnja, opskrba i smjena posada zahtijevat će brojne buduće letove. Prvo slijetanje bit će tek početak tog procesa, a do uspostave trajne ljudske prisutnosti na Mjesecu preostaje još mnogo izazova. SpaceX za slijetanje na Mjesec razvija posebnu inačicu Starshipa, sustava koji Elon Musk povezuje i s budućim putovanjima na Mars. Njegova nosivost i velik prostor za posadu i opremu važni su za dulje ekspedicije. No za put do Mjeseca, slijetanje i ponovno uzlijetanje potrebne su velike količine goriva i kisika. Plan zato uključuje punjenje spremnika u Zemljinoj orbiti. Posebne letjelice dopremale bi tekući metan i kisik, koji su potrebni za put prema Mjesecu. Te tekućine treba pretočiti između letjelica i održavati na vrlo niskim temperaturama, uz što manje isparavanja. SpaceX među ključnim preostalim provjerama navodi upravo pretakanje između letjelica i dugotrajan let.
Blue Origin Jeffa Bezosa razvija pak letjelice Blue Moon. Manji MK1 namijenjen je prijevozu tereta, dok je za veći MK2 predviđena i izvedba za prijevoz astronauta. Uspjeh teretne misije zato ne može zamijeniti provjeru letjelice za posadu. Motori BE-7 koriste tekući vodik i kisik, pa i taj sustav zahtijeva vrlo niske temperature i ograničavanje isparavanja. Razvoj dvaju modula za slijetanje mogao bi smanjiti ovisnost čitavog programa o jednoj vrsti letjelice. Oba sustava, međutim, najprije moraju proći provjere za let s posadom. Američki Državni ured za reviziju, GAO, među razvojnim rizicima izdvaja dugotrajno čuvanje i pretakanje goriva i kisika pri vrlo niskim temperaturama. O rješavanju tih problema ovisit će i rokovi slijetanja. NASA ugovorima financira razvoj i nabavlja usluge, pa sudjelovanje privatnih tvrtki ne uklanja ovisnost programa o državnom proračunu. Konkurencija može potaknuti razvoj i smanjiti cijenu pojedinih operacija. Za nastavak istraživanja ipak će biti potrebna politička spremnost da se financiraju i misije čiji je rezultat manje spektakularan od prvog slijetanja. U trajno zasjenjenim područjima blizu Mjesečevih polova pronađeni su tragovi vodenog leda. Zbog vrlo niskih temperatura ondje se led može sačuvati, dok bi na osunčanoj površini nestao. Analiza podataka NASA-ine sonde Lunar Reconnaissance Orbiter pokazala je da su tragovi leda rasprostranjeniji nego što se prije smatralo. Mogući pristup vodi jedan je od razloga zbog kojih su polarna područja toliko važna za buduće postaje.
Voda bi mogla služiti za piće i druge potrebe posade, a njezinim razlaganjem dobivali bi se kisik i vodik. Kisik je potreban za disanje, a oba elementa mogu poslužiti i za određene vrste raketnog pogona. Prije takve uporabe treba utvrditi koliko leda ima na pojedinim lokacijama, na kojoj je dubini i koliko ga je teško izdvojiti. Trebat će i strojevi sposobni raditi u hladnoći i mraku te energija za cijeli postupak. Drugi izvor kisika mogli bi biti minerali u regolitu, sloju usitnjenog materijala na Mjesečevoj površini. Regolit bi se mogao koristiti i za zaštitne nasipe ili druge dijelove infrastrukture. NASA razvija i iskušava postupke dobivanja lokalnih resursa i gradnje, no do postrojenja koja bi redovito opskrbljivala postaju još treba doći. U raspravama o Mjesečevim resursima često se pojavljuje helij-3, izotop koji bi jednog dana mogao služiti kao gorivo za fuziju. Fuzijske elektrane koje bi ga komercijalno koristile zasad ne postoje. Njegova moguća vrijednost zato ovisi o tehnologiji koja se tek mora razviti; na njoj se ne može temeljiti opskrba prvih lunarnih postaja.
Proizvodnja vode ili kisika na Mjesecu najprije bi služila svakodnevnim potrebama posade. Svaka količina koju ne treba dovesti sa Zemlje smanjila bi teret dostavnih misija. Tako bi posade ondje mogle dulje boraviti i više istraživati, uz manju ovisnost o dostavi sa Zemlje. Prije prvih nastambi na površini trebat će osigurati napajanje, veze, prijevoz i opremu za rad. Roboti bi morali obavljati dio poslova između dolazaka posada. Dulji boravci zahtijevat će zalihe, rezervne dijelove i mogućnost popravka uređaja o kojima ovisi život astronauta. Za rad izvan nastambe bit će potrebna nova svemirska odijela. Axiom Space razvija AxEMU, koji astronautu treba omogućiti hodanje, saginjanje i prikupljanje uzoraka, uz opskrbu kisikom i regulaciju temperature. Odijelo mora izdržati i dodir s oštrom lunarnom prašinom. Pouzdanost rukavica, zglobova i brtvi bit će važna pri svakom izlasku na površinu. NASA-in plan gradnje lunarne postaje predviđa rad u fazama tijekom 2030-ih. Najprije bi se poduzela robotska istraživanja i pokusi, a zatim bi uslijedilo postavljanje energetske, komunikacijske i logističke infrastrukture te nastambi. Kako bilježi GAO, razvoj orbitalne postaje Gateway privremeno je obustavljen, a prednost je dana infrastrukturi na površini. Cilj je postupno omogućiti dulje boravke, dok će za stalnu posadu trebati pouzdana opskrba i sustavi za život i rad.
Napajanje će biti posebno zahtjevno. Na pojedinim polarnim uzvisinama Sunčevo je svjetlo dostupno dulje nego na mnogim drugim lokacijama, ali i ondje treba premostiti razdoblja bez dovoljno energije. U zasjenjenim područjima opremu treba i grijati. Uz solarne sustave NASA zato razvija male fisijske reaktore koji bi opskrbljivali uređaje i nastambe neovisno o osvjetljenju. Pri planiranju postaje morat će se računati i na kvarove. Gubitak jednog izvora struje ili vozila ne bi smio onemogućiti povratak ili ugroziti cijelu posadu. Pouzdanost će se morati dokazivati i nakon slijetanja, tijekom svakodnevnog rada. Mjesečeva postaja morat će štititi ljude od vakuuma, zračenja, temperaturnih krajnosti i udara mikrometeoroida. Prašina može oštetiti opremu, zaprljati nastambe i ugroziti zdravlje. NASA je izloženost lunarnoj prašini izdvojila kao poseban zdravstveni i operativni rizik. O posljedicama dugotrajnog boravka u gravitaciji koja iznosi približno šestinu Zemljine još ne znamo dovoljno. Orbitalne postaje pružile su mnogo podataka o životu u bestežinskom stanju, ali iskustvo s njih ne može odgovoriti na sva pitanja o mjesecima ili godinama na Mjesecu. Učinak lunarne gravitacije i okoliša na ljudsko zdravlje trebat će posebno istražiti.
Uz opasnosti na površini ostaje i pitanje spašavanja. Ured NASA-ina glavnog inspektora u reviziji iz ožujka 2026. upozorio je da agencija nema uspostavljenu sposobnost spašavanja posade koja bi ostala zaglavljena u svemiru ili na Mjesecu. Dulji boravci ipak bi omogućili istraživanja kakva Apollo nije mogao obaviti. Mjesečeve stijene, krateri i polarne naslage čuvaju zapise iz prošlosti Sunčeva sustava koji su na geološki aktivnoj Zemlji često izmijenjeni ili izgubljeni. Znanstvenici bi mogli dulje pratiti pojedine pojave, vraćati se na iste lokacije i širiti istraživanja izvan dosega jedne kratke ekspedicije. Rad astronauta dopunjavao bi se robotskim i orbitalnim opažanjima. U takvim bi se uvjetima testirali sustavi za održavanje života, mogućnosti popravaka i proizvodnja materijala iz lokalnih sirovina. Mnoge od tih tehnologija bit će nužne za buduće misije na Mars, gdje će povratak i pružanje pomoći sa Zemlje biti znatno složeniji. Mjesec bi mogao poslužiti kao poligon za njihovo testiranje, iako se rješenja zbog drukčijih uvjeta neće moći jednostavno prenijeti na drugi planet. Nakon prvog novog slijetanja trebat će financirati sljedeći let, zamijeniti istrošenu opremu i poslati novu posadu. Apollo je završio kada za nastavak više nije bilo dovoljno političke potpore i novca. Hoće li Artemis potrajati, ovisit će o odlukama koje će se donositi i nakon promjena vlasti i vodstva svemirskih agencija. Za stalni rad postaje morat će se godinama plaćati opskrba i održavanje, dugo nakon što prvo slijetanje prestane biti vijest.