A mikrohullámú sütőnyi szonda június 28-án indult 4 hónapos útjára a Hold felé, amelynek végén különleges, elnyújtott pályára áll égi kísérőnk körül. Az űreszköz célja pontosan ennek a pályának a kipróbálása, mivel ezt tervezik használni a következő emberi holdraszállások során is.
A különleges pálya (egy úgynevezett közel rektilineáris halopálya, röviden NRHO) egy hét napos pálya, amely egy napig a Holdhoz nagyon közel halad, míg a maradék hatban távolról kerüli meg az égitestet. A NASA úgy tervezi, hogy ilyen pályát használnak majd az Artemis-program során, amelynek keretében többek közt az első nőt és az első színesbőrű asztronautát szeretnék a Holdra juttatni.
A küldetés azonban nem merül ki ebben, a következő évtized során az űrügynökség egy állandó, Hold körül keringő űrállomást kíván létesíteni, amely kiképzőközpontként és szállásként is szolgál a holdat vizsgáló űrhajósok számára. A kérdéses pálya ennek, vagyis a Gateway űrállomásnak a tervezett pályája. A tesztelésre azért van szükség, mert a NASA eddig sosem állított ilyen pályára semmilyen űreszközt, így nincs tapasztaltuk azzal milyen kihívásokkal jár egy ilyen útvonalon haladó jármű kezelése.
Amikor az amerikai űrhajósok először leszálltak a Holdra az Apollo-program során, gyakorlatilag egyenes pályán haladtak a hatalmas hajtóerejű Saturn V hordozónak köszönhetően. A Holdhoz érve aztán nagyjából körkörös pályára álltak, amelyen 100 kilométerre közelítették meg a holdi felszínt, így viszonylag gyorsan elérték azt a leszálláskor, és felszállás után se kellett sokat utazni az űrhajóig.
Ez a megközelítés azonban sok üzemanyagot emésztett fel, ezért az Artemis-program mérnökei fenntarthatóbb megoldásban gondolkodnak. Az NHRO pályán keringő Gateway hetente egyszer 1600 kilométerre közelíti meg a Hold északi sarkvidékét, és másik saroktól pedig pár nap múltán 70 ezer kilométerre távolodik el. Így a le- és felszálló űrhajósoknak sokkal többet kell a leszállóegységgel utazni, de a koncepciónak számos előnye van az Apollo-programnál alkalmazott stratégiához képest. Egyrészt sokkal kevesebb energia lesz a leszállóegységet így működtetni, mint az egész létesítményt közelebbi pályára állítani. Utóbbi ráadásul tartósan nem is lenne praktikus, mert nem tudnának folyamatosan kommunikálni a Földdel, ami viszont az NRHO pályán megoldott.
Az NRHO fenntartása is kevesebb üzemanyagot igényel, mint a körkörös, közelebbi pálya, mivel az űrállomás így relatíve stabil pályára áll a Föld, a Hold és a Nap gravitációs mezőjében. Így nem kell annyi üzemanyagot feljuttatni az űrbe, ami a legnehezebb része az egész műveletnek. A CAPSTONE célja tehát pontosan az, hogy felmérje ezt a kényes egyensúlyú, de ha sikerül eltalálni, stabil pályát, és hogy milyen manőverek szükségesek ahhoz, hogy ez megőrizhető legyen. A CAPSTONE-nak NASA egyúttal azt is teszteli, hogyan lehet lassabban, de kevesebb üzemanyaggal eljutni a Hold közelébe.
A szonda Új-Zélandról indult egy Electron hordozórakéta segítségével, amit a küldetés idejére egy plusz gyorsítórakétával, egy Photonnal egészítettek ki. Bár az Electron így plusz hajtóerőt kapott, a rendszer meg sem közelíti a Saturn V méreteit. A következő négy hónap alatt a CAPSTONE ballisztikus holdi transzferpályán jut el a Holdhoz, majd erről áll át az NRHO-ra, a tervek szerint november 13-án. Ezen legalább hat hónapot tölt el, miközben folyamatosan gyűjti és továbbítja az adatokat a NASA-nak. Az űreszközön egy új navigációs rendszert is tesztelnek. Ha a CAPSTONE küldetése lejárt, belevezetik a Holdba.
