שתי החלליות נפרדו וכעת תעבורנה כל אחת תהליך בדיקה של המכשירים
הבערה מוצלחת של הטיל בבוקרו של ה-23 ביוני איפשר לסיירת הירח (LRO) להכנס למסלול סביב הירח.
הרקטה הוצתה בידי בקרי הטיסה במרכז טיסות החלל גודארד בגרינבלט, מרילנד כדי לסייע לחללית להילכד בכוח המשיכה של הירח, לאחר מסע בן חמישה ימים.
כעת תחל LRO במשימתה העיקרית – מיפוי פני השטח של הירח במטרה לאתר אתרי נחיתה ולחפש משאבים שיאפשרו להקים נוכחות אנושית על הירח. במהלך הימים הקרובים, יופעלו מכשירה של החללית והיא תעבור למסלול הסופי והקבוע שלה סביב הירח.
השיגור אמנם היה משותף, אך החלליות LRO ו-LCROSS נפרדו זמן קצר לאחריו. LCROSS ממשיכה עם השלב האחרון של טיל הקנטאור והיא ביצעה בהצלחה תמרון של דילוג ליד הירח וחזרה למצב שיוט. תמרון הדילוג סיפק סיוע כבידתי למסלול השיוט של LCROSS. במהלך שלב השיוט, יעריך צוות המשימה את מצבה של החללית.
החללית לא תתקרב שוב לקרקע הירח עד ליום המתוכנן להתרסקותה – 9 באוקטובר 2009.
