Κατά τη διάρκεια της αποστολής, το πλήρωμα έφτασε πιο μακριά από κάθε προηγούμενη επανδρωμένη αποστολή, περνώντας ακόμη και από την αθέατη πλευρά του φεγγαριού, σε συνθήκες πλήρους απομόνωσης.

Η μεγαλύτερη πρόκληση, ωστόσο, βρίσκεται μπροστά τους: η επανείσοδος του διαστημοπλοίου Orion στην ατμόσφαιρα της Γης. Πρόκειται για μια εξαιρετικά απαιτητική διαδικασία, καθώς οι τεράστιες ταχύτητες και οι υψηλές θερμοκρασίες καθιστούν το στάδιο αυτό το πιο επικίνδυνο της αποστολής, με την επιτυχία να εξαρτάται απόλυτα από την ορθή λειτουργία των συστημάτων προστασίας.

Κατά την είσοδό του στην ατμόσφαιρα της Γης, το διαστημόπλοιο Orion θα κινείται με ταχύτητα άνω των 40.000 χιλιομέτρων την ώρα, δηλαδή περίπου 11 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο. Η τριβή με την ατμόσφαιρα θα δημιουργήσει ένα εκρηκτικό στρώμα πλάσματος γύρω από την κάψουλα, με θερμοκρασίες που ενδέχεται να φτάσουν έως και τους 10.000 βαθμούς Κελσίου.

Η εξωτερική επιφάνεια του σκάφους αναμένεται να αντέξει θερμικά φορτία περίπου 2.760 βαθμών Κελσίου, τιμή που αντιστοιχεί σχεδόν στο μισό της θερμοκρασίας της επιφάνειας του Ήλιου. Υπό αυτές τις συνθήκες, το πλάσμα που περιβάλλει το σκάφος μπλοκάρει τα ραδιοσήματα, οδηγώντας σε προσωρινή απώλεια επικοινωνίας με τη Γη για λίγα λεπτά.

Καθοριστικό ρόλο για την ασφάλεια του πληρώματος παίζει η θερμική ασπίδα του Orion, η οποία είναι κατασκευασμένη από το ειδικό υλικό Avcoat και έχει σχεδιαστεί ώστε να φθείρεται ελεγχόμενα, απορροφώντας την τεράστια θερμότητα της επανεισόδου.

Ωστόσο, κατά την αποστολή Artemis 1 το 2022, οι μηχανικοί εντόπισαν ότι σε περισσότερα από 100 σημεία είχαν αποκολληθεί μικρά τμήματα του υλικού. Η έρευνα έδειξε ότι αέρια που σχηματίστηκαν στο εσωτερικό της ασπίδας παγιδεύτηκαν, αυξάνοντας την πίεση και προκαλώντας μικρορωγμές.

Σημαντικό ρόλο στο φαινόμενο φαίνεται να έπαιξε και η λεγόμενη «skip reentry» διαδικασία, κατά την οποία η κάψουλα εισήλθε προσωρινά στην ατμόσφαιρα, εξήλθε και στη συνέχεια επανήλθε, επιβαρύνοντας ακόμη περισσότερο τη θερμική καταπόνηση.

η NASA έχει προχωρήσει σε αλλαγές στο προφίλ της επανεισόδου, αποφεύγοντας τη λεγόμενη «αναπήδηση» στην ατμόσφαιρα. Έτσι, το Orion θα εισέλθει πιο απότομα στη γήινη ατμόσφαιρα, μειώνοντας τον χρόνο έκθεσης στις πιο κρίσιμες θερμικές και μηχανικές καταπονήσεις που είχαν καταγραφεί σε προηγούμενη αποστολή.

Παρότι ειδικοί εκφράζουν προβληματισμούς για το αν αυτή η προσέγγιση αποτελεί οριστική λύση, η NASA υποστηρίζει ότι οι τροποποιήσεις ενισχύουν την ασφάλεια της επιστροφής του πληρώματος. Αξίζει να σημειωθεί ότι ακόμη και στην Artemis 1, παρά τα ζητήματα στη θερμική ασπίδα, οι συνθήκες στο εσωτερικό της κάψουλας παρέμειναν εντός ασφαλών ορίων.

Η αποστολή αναμένεται να ολοκληρωθεί με προσθαλάσσωση του Orion στον Ειρηνικό Ωκεανό, κοντά στο Σαν Ντιέγκο, περίπου στις 02:00 τα ξημερώματα Μεγάλου Σαββάτου (ώρα Ελλάδας).

Μιλώντας από το Διάστημα, κατά την πορεία επιστροφής προς τη Γη, ο πιλότος της αποστολής Βίκτορ Γκλόβερ ανέφερε ότι το πλήρωμα ανυπομονεί να μοιραστεί με το κοινό τις εμπειρίες και τα δεδομένα που συγκέντρωσε κατά την ιστορική πτήση γύρω από τη Σελήνη.

Κατά τη συνέντευξη Τύπου το βράδυ της Τετάρτης, για τη διαδικασία επανεισόδου στην ατμόσφαιρα, ο Γκλόβερ δήλωσε: «Πρέπει να επιστρέψουμε. Έχετε ήδη δει πολλά δεδομένα, όμως τα πιο σημαντικά τα φέρνουμε μαζί μας […]. Υπάρχουν ακόμη περισσότερες φωτογραφίες και ακόμη περισσότερες ιστορίες να μοιραστούμε».