エルクロスは、ルナー・リコネサンス・オービターと一緒のロケットで打ち上げられました。
まず、地球からかなり距離が離れたところで、エルクロス本衛星とセントールロケットは、最初に「ブローダウン」と呼ばれる処理を行います。これは、セントールロケット(実際に突入する)内に残っている燃料をすべて蒸発、ないしは飛ばしてしまうことで、衝突の際に、衝突場所付近に燃料が残ってしまい、余計なものが検出されることを防ぐためです。

打ち上げから5日後、エルクロス本衛星とセントールロケットは月に到着します。そして、LGALROと呼ばれる複雑な軌道を通ります(LGALRO＝月重力アシスト・月帰還軌道: Lunar Gravity Assist, Lunar Return Orbit)。地球−月の公転面からやや傾いた軌道で、ちょうど地球と月の両方の周りを回るような軌道です。一周には約37日かかります。この間に、エルクロスが衝突する場所を決定することになります。

衝突から10時間前に月に最後に近づくと、本衛星とセントールロケットが分離されます。両者は減速しつつ切り離しを行い、180度回転し、科学観測機器を月の方向へ向けるようにします。

そして、セントールロケットが月に衝突した時点で、本衛星はそこから立ち上る雲の状況を捉え、それを地球に送信します。そして約4分後、本衛星自身も月表面に衝突します。

打ち上げから衝突までのタイムライン (出典: LRO/LCROSS プレスキット)
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なお、衝突の詳細はこちらをご覧下さい。