1.델타 2 로켓의 앞부분에 탑재된 딥 임팩트 우주선은 12월에 케이프 커내버럴에서 발사되어 6개월 간의 여행을 시작하게 된다. 트럭 크기의 접근용 우주선과 그보다 작은 임팩터로 구성되어 있는 이 우주선은 히드라진을 동력으로 하는 제트 엔진을 사용하여 템펠 1과의 교차 지점까지 비행한다. 장착된 태양열판에서 동력을 발생시키고 탑재된 망원경으로 기준이 되는 행성을 관측하여 항로를 점검한다.
2모선에서 분리된 임팩터는 빠르게 접근하는 혜성을 향해 24시간 동안 비행한다. 목표물에 정확하게 도달하기 위해 임팩터에는 컴퓨터 비행 시스템이 탑재되어 있을 뿐만 아니라 망원경을 통해 행성과 템펠 1를 기준으로 자신의 위치를 확인한다. 물론 항로를 벗어나면 제트 엔진이 궤도를 수정한다. 충돌 시까지 조명을 밝히면서 점진적으로 근접된 혜성 표면 사진을 촬영하여 모선으로 보낸다.
3충돌 후 접근용 우주선의 고해상도 카메라가 사진을 찍고 적외선 분광계가 분출물의 화학 서명을 기록한다. 데이터는 고성능 안테나를 통해 과학자들에게 전송된다. 템펠 1이 접근용 우주선을 지나쳐 갈 경우 보호막이 파편으로부터 장비를 보호하여 혜성을 쫓아가면서 그 핵을 조사할 수 있도록 한다. 한 가지 보너스가 더 있다. 혜성의 구조와 성분을 밝히면 지구 궤도를 지나는 혜성의 진로를 바꾸는 최선의 방법을 알아낼 수 있다는 점이다.
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