Kurz nach 13.30 Uhr deutscher Zeit schlug zunächst die zwei Tonnen schwere Raketenstufe "Centaur" als rund 9.000 Kilometer pro Stunde schnelles Geschoss in den eisigen Mondkrater Cabeus ein. Wenige Minuten später folgte die Sonde selbst. Sie sollte in der kilometerhohen Staubwolke des "Centaur"-Einschlags nach Spuren von Wasser suchen.

"Wir haben den Aufschlag gesehen, und wir haben alle Daten, die wir brauchen", berichtete «LCROSS»-Chefwissenschaftler Anthony Colaprete. "Aber wir können jetzt noch nichts über die Existenz von Wasser sagen." Das Forscherteam werde sich nun auf die zur Erde gefunkten Daten stürzen. Indirekte Hinweise auf gefrorenes Wasser hatte es zuvor bereits gegeben, einen direkten Nachweis jedoch nicht.

Die NASA hatte für den Einschlag einen dauerhaft finsteren Krater am Südpol des Mondes ausgewählt, dessen Boden nie ein Sonnenstrahl erreicht. Experten schätzen, dass die Temperaturen am Boden solcher Mondschlunde bis zu minus 240 Grad Celsius betragen. In diesen dauernd tiefgekühlten Regionen vermuten die Forscher Wassereis. Dies sollte von dem "Centaur"-Geschoss aufgewirbelt und von der vier Minuten später nachfolgenden Sonde nachgewiesen werden.

Die NASA zeigte Aufnahmen der Sonde, auf denen der Einschlagblitz der "Centaur"-Raketenstufe zu sehen ist. Beide Geschosse trafen das anvisierte Ziel. Die Datenauswertung wird nach NASA-Angaben mehrere Wochen in Anspruch nehmen, bevor die Existenz von Wasser in dem ausgewählten Krater bewiesen oder ausgeschlossen werden kann. Die Sonde "LCROSS" war am 18. Juni zusammen mit dem "Lunar Reconnaissance Orbiter" (LRO), der nun den Mond umkreist, an Bord einer Atlas-Rakete gestartet und vier Monate durch den Weltraum gereist. Die "LCROSS"-Mission hat drei Jahre Vorbereitungszeit und 79 Millionen Dollar (knapp 54 Millionen Euro) an Investitionen gekostet.