Deep Impact, sebuah penyelidikan ruang angkasa AS yang pada tahun 2005 mempelajari struktur komet dengan menembakkan massa 370 kg (810 pon) ke dalam inti komet Tempel 1 dan kemudian menganalisis puing-puing dan kawah. Pada tahun 2007 wahana terbang terbang Deep Impact ditugaskan untuk misi baru yang disebut EPOXI, yang terdiri dari dua proyek: Pengamatan dan Karakterisasi Planet Ekstrasolar (EPOCh) dan Investigasi Diperluas Deep Impact (DIXI).
Deep Impact diluncurkan pada 12 Januari 2005, pada orbit matahari untuk bertemu dengan Comet Tempel 1. Wahana antariksa ini memiliki dua bagian utama, yaitu impactor dan the flyby spacecraft. Penabrak itu dibangun di sekitar massa tembaga dan aluminium dengan tahap pendorong kecil yang dipandu. Konstituen komet dapat diidentifikasi dari susunan spektral dari ejecta yang diuapkan. Massa dan kecepatan akan memungkinkan para ilmuwan untuk menyimpulkan struktur komet dari kawah yang terbentuk. Sensor Penargetan Dampak berfungsi ganda sebagai kamera percobaan selama pendekatan akhir. Pesawat ruang angkasa flyby membawa dua instrumen utama, pencitra resolusi tinggi dan sedang, dengan sistem radio digunakan sebagai percobaan ketiga untuk mengukur kemungkinan perubahan kecepatan karena massa komet atau hambatan atmosfer. Para pencitra memiliki filter untuk menyoroti karbon diatomik dan molekul sianogen di puing-puing. Spektrometer inframerah dirancang untuk mendeteksi air, karbon monoksida, dan karbon dioksida. Penabrak dirilis pada 3 Juli 2005, dan menabrak komet 24 jam kemudian dengan kecepatan 37.000 km (23.000 mil) per jam. Pesawat ruang angkasa terbang terbang ke dalam 500 km (300 mil) dari Comet Tempel 1. Inti Comet Tempel 1 ditemukan sangat berpori. Dampaknya diamati oleh teleskop di Bumi, serta dari observatorium satelit seperti Hubble dan Spitzer Space Telescopes. Misi utama berakhir pada Agustus 2005.
Misi yang diperluas, EPOXI, memiliki fase pelayaran dan hibernasi, yang terakhir untuk melestarikan propelan dan pendanaan (terutama untuk operasi di Bumi). Di bagian DIXI dari misi, pesawat ruang angkasa Deep Impact terbang untuk terbang melewati Comet Boethin, tetapi komet ini belum terlihat sejak 1986, sehingga pesawat ruang angkasa itu ditargetkan ulang untuk Comet Hartley 2 dan diterbangkannya pada 4 November 2010. Penargetan ulang dilakukan dengan memangkas lintasan selama flyby Earth pesawat ruang angkasa pada tanggal 31 Desember 2007. Empat flybys Bumi dijadwalkan sebelum pertemuan dengan Comet Hartley 2. Selama flyby Bumi pada 29 Juni 2009, spektrometer inframerah Deep Impact ditemukan tanda tangan spektral air di Bulan, sebuah pengamatan yang mengkonfirmasi penemuan air India oleh Chandrayaan-1 di sana. Pengamatan Deep Impact juga menunjukkan bahwa air muncul dari ion hidrogen dalam angin matahari yang berinteraksi dengan oksigen dalam mineral di permukaan bulan. Di bagian EPOCh dari misi EPOXI, imager resolusi tinggi digunakan untuk mengamati transit dari tiga planet ekstrasolar dan untuk mencari planet lain di sekitar bintang-bintang itu. Deep Impact melanjutkan proyek EPOCh setelah terbang dari Comet Hartley 2.
