飛天號

飛天號一開始先被送入高地球橢圓軌道，軌道半徑約為476,000公里高，後續再慢慢將飛天號移入月球軌道,；不過，因為發射過程發生問題，方向和速度的變化少了50公尺/秒，只到達了290,000公里的軌道[3]。噴射推進實驗室的愛德華·貝爾布魯諾與詹姆斯·米勒聽聞到飛天號未能成功進入月球軌道後，專精於低能軌跡的數值模擬的愛德華·貝爾布魯諾推算出一條航線，協助將飛天號藉由彈道捕獲的方式進入月球軌道。[4]1990年6月21日，愛德華·貝爾布魯諾主動提供建議給宇宙科學研究所，該所欣然接受並最終依該建議擬出一個解決方案[5]。

愛德華·貝爾布魯諾與詹姆斯·米勒為飛天號提供的方案是基於弱穩定性邊界理論，只需要太空船本身推力可以負擔的少量擾動，達到轉換軌道的目的[6]，最終進入暫時的月球軌道，並沒有方向和速度的變化，不過需要五個月以上的時間來進入環繞軌道，不像藉由霍曼轉移軌道只需要數天的時間[7]。因此這也是第一次有人造衛星採用低能量轉移的方式進入月球軌道[3]，到了1991年10月2日，飛天號正式進入月球軌道。

進入軌道後，飛天號會飛掠L₄與L₅ 來捕捉星塵粒子。飛天號唯一的科學儀器是「慕尼黑星塵計數器」，飛天號並沒有搭載任何探測月球的儀器，儘管其為月球拍攝照片，但分辨率不具備科學意義，因此輝夜號才被視為日本第一個月球探測器。在第一次月球軌道切換時，飛天號釋放了一個小的探測器，名為羽衣號；羽衣號並沒有進入正確軌道，不過羽衣號的飛行軌跡仍被地球觀測到。[8]飛天則進行多次軌道控制實驗，作為日本後續太空探測的操作試驗。

經過八次環繞月球後，1991年3月19日，飛天號成功進行太空剎車的技術，也是第一顆完成太空剎車的人造衛星[9]。1991年3月30日，經過了九次的月球環繞飛行、第二次太空剎車任務後，飛天號的主要任務也告一段落。在1993年2月15日，飛天號進入永久月球軌道，並在1993年4月10日目的性地撞擊到了月球表面上，撞擊位置約為月球34.3°S 55.6°E / -34.3; 55.6。