На Луне происходит пересменка экипажей лунной базы и производится заправка многоразового ВПК сменяемого экипажа кислородом на полный цикл полета по маршруту Луна — окололунная орбита — Луна. После заправки комплекс со сменяемым экипажем стартует с поверхности Луны, выходит на окололунную орбиту и стыкуется с орбитальной станцией, а многоразовый ВПК, приведший новый экипаж, остается на Луне. В составе лунной орбитальной станции взлетно-посадочный комплекс заправляется водородом на полный цикл полета по маршруту окололунная орбита — Луна — окололунная орбита и остается там в ожидании прилета следующего экипажа.

Сменяемый экипаж переходит в свой многоразовый корабль и стартует к Земле. Буксир также отделяется от станции, стартует к Земле и после выхода на околоземную орбиту находится на ней в режиме ожидания нового полезного груза. Многоразовый лунный пилотируемый корабль при подлете к Земле совершает торможение в верхних слоях
атмосферы с помощью аэродинамического экрана и выходит на околоземную орбиту, на которой стыкуется с транспортным пилотируемым кораблем. После перехода в него экипажа транспортный пилотируемый корабль совершает посадку на Землю.

Доставка грузов на Луну происходит аналогичным образом. Ракета-носитель тяжелого класса выводит на опорную околоземную орбиту сборку из контейнера с грузом, контейнера с водородом и контейнера с рабочим телом для буксира. Эта сборка с помощью малого разгонного блока переводится на орбиту базирования буксира и стыкуется с ним, после чего буксир совершает полет с околоземной на окололунную орбиту. На окололунной орбите к буксиру стыкуется многоразовый посадочный комплекс, заправленный «лунным» кислородом на полный цикл полета Луна — окололунная орбита — Луна. После заправки водородом из контейнера буксира на полный цикл полета окололунная орбита — Луна — окололунная орбита, посадочный комплекс с грузом отделяется от буксира и совершает посадку на Луну. Грузовым луноходом груз транспортируется с платформы посадочного комплекса в нужное место. Далее буксир стыкуется с лунной орбитальной станцией и перекачивает оставшийся водород в ее баки, после чего отделяется от нее, стартует к Земле и после выхода на околоземную орбиту находится там в режиме ожидания следующей партии груза.

Третий этап развития ТКС. Если уровень развития лунного производства позволит добывать десятки тонн водорода в год, то возможен переход многоразовых пилотируемого корабля, взлетно-посадочных и посадочного комплексов на заправку «лунным» водородом, в результате чего отпадет необходимость доставки водорода с Земли. Однако содержание водорода в лунном грунте невелико и в морском реголите составляет 50-60 г/т, и если не подтвердится наличие в полярных областях достаточно большого количества водяного льда, то его добыча может оказаться относительно дорогой.

С большой вероятностью могут быть использованы и другие компоненты топлива, например металл — кислород или даже кремний — кислород. Несмотря на более низкие удельные импульсы, двигательные установки на таких рабочих телах, учитывая их дешевизну и недефицитность, могут оказаться эффективнее двигателей на «лунных» кислороде и водороде.