Το Artemis 2 μπαίνει στην τελική φάση της επιστροφής του στις 10 Απριλίου, με προσθαλάσσωση ανοιχτά της Καλιφόρνιας. Η NASA παρακολουθεί στενά τη θερμική ασπίδα και μια μικρή διαρροή ηλίου στο σύστημα πρόωσης.
Το Artemis 2 ολοκληρώνει αποστολή λίγο μεγαλύτερη από εννέα ημέρες με την πιο απαιτητική δοκιμή στο τέλος της. Η επανείσοδος του Orion ξεκινά με τον διαχωρισμό της κάψουλας πληρώματος από το service module στις 7:33 μ.μ. ώρα Ανατολικής Ακτής, πριν ακολουθήσει το τελευταίο διορθωτικό κάψιμο και δύο κινήσεις περιστροφής για να αυξηθεί η απόσταση ανάμεσα στα δύο τμήματα.
Η NASA ορίζει την «entry interface» στα 121,9 χιλιόμετρα υψόμετρο, 13 λεπτά πριν από την προσθαλάσσωση. Σε εκείνο το σημείο το σκάφος θα μπει στη φάση της μέγιστης καταπόνησης, με επιβράδυνση έως 3,9 G και εξαλεπτη διακοπή επικοινωνιών λόγω του πλάσματος που δημιουργείται γύρω από την κάψουλα. Η κάθοδος θα γίνει με ελαφρώς ανυψωμένη τροχιά, περίπου στα 60 χιλιόμετρα, μέχρι να ανοίξουν δύο πιλότοι αλεξίπτωτα στα 6.700 μέτρα και τρία κύρια αλεξίπτωτα στα 1.800 μέτρα. Η προσθαλάσσωση έχει προγραμματιστεί για τις 8:07 μ.μ. ώρα Ανατολικής Ακτής.
Μετά την πρόσκρουση στο νερό, ομάδα διάσωσης από το πλοίο USS John P. Murtha του αμερικανικού Ναυτικού θα προσεγγίσει την κάψουλα. Αφού επιβεβαιωθεί ότι δεν υπάρχουν κίνδυνοι, όπως τοξικά προωθητικά, τα μέλη του πληρώματος θα απομακρυνθούν με μικρά σκάφη και στη συνέχεια θα μεταφερθούν με ελικόπτερα στο πλοίο. Η NASA εκτιμά ότι το πλήρωμα θα έχει φτάσει στο ιατρικό τμήμα μέσα σε δύο ώρες από την προσθαλάσσωση.
Η επανείσοδος παρακολουθείται ιδιαίτερα λόγω των προβλημάτων που είχε η θερμική ασπίδα του Artemis 1, η οποία είχε μεγαλύτερη διάβρωση από την αναμενόμενη. Για το Artemis 2 η NASA έχει εφαρμόσει διαφορετικό προφίλ επανεισόδου, ώστε να μειωθεί η μέγιστη θέρμανση της ασπίδας. Στην επιστροφή του Orion από τη Σελήνη, οι μηχανικοί δεν είδαν προβλήματα στα κρίσιμα συστήματα, αλλά εντόπισαν μικρή διαρροή ηλίου στο σύστημα πρόωσης, σε βαλβίδες του pressurant system για το οξειδωτικό. Η διαρροή δεν επηρέασε τους ελιγμούς της αποστολής, όμως η NASA θεωρεί ότι θα χρειαστεί εκτεταμένος επανασχεδιασμός για μελλοντικές πτήσεις.
Η τρέχουσα διαρροή είναι κατά τάξη μεγέθους μεγαλύτερη από ό,τι είχε καταγραφεί στο έδαφος, σύμφωνα με τη NASA, και αυτό ανεβάζει τον τεχνικό κίνδυνο για τα επόμενα σκάφη. Οι μηχανικοί συγκέντρωσαν επιπλέον δεδομένα όσο το Orion επέστρεφε, ακυρώνοντας δοκιμή χειροκίνητης πλοήγησης, επειδή το service module δεν θα ανακτηθεί μετά την αποστολή. Η NASA θεωρεί ότι το υπάρχον σύστημα μπορεί πιθανότατα να χρησιμοποιηθεί στο Artemis 3, ενώ για το Artemis 4, που σχεδιάζεται να επιχειρήσει την πρώτη επανδρωμένη προσελήνωση του προγράμματος ήδη από τις αρχές του 2028, αναμένει εκτεταμένη ανασχεδίαση των βαλβίδων.
