Ngày 18/7/1997, hai vợ chồng ông gặp một tai nạn nghiêm trọng khi tham gia giao thông khi đi khám phá hố thiên thạch ở Australia, Carolyn sống sót nhưng Eugene không may qua đời. Carolyn Porco, cựu sinh viên của Shoemaker, đồng thời là nhà khoa học hành tinh tại Đại học Arizona, nghĩ ra cách để tưởng niệm và tôn vinh ông. Porco lập kế hoạch đưa 28 gram tro cốt của ông sau khi hỏa táng lên tàu vũ trụ Lunar Prospector (NASA). Công ty Celestis chế tạo khoang đựng tro cốt bằng vật liệu polycarbonate.[2]

Lunar Prospector rời bệ phóng từ Trạm không quân Cape Canaveral, bang Florida, ngày 6/1/1998. Hơn một năm sau, khi kết thúc nhiệm vụ nghiên cứu, con tàu được điều khiển đâm xuống gần cực nam, tro cốt của Shoemaker cũng theo đó lưu lại trên Mặt Trăng. Tên và ngày sinh, ngày mất của ông được khắc bằng tia laser trên một hình ảnh của sao chổi Hale - Bopp, một hình ảnh hố thiên thạch ở Arizona, và hai câu thơ trích từ tác phẩm bất hủ Romeo and Juliet. Vào ngày 31/7/1999, phi vụ kết thúc khi NASA cho đáp con tàu lên bề mặt Mặt trăng, mang theo Shoemaker trong đó và biến ông ta trở thành người đầu tiên và duy nhất cho đến nay được chôn ngoài thế giới loài người."Mỗi khi nhìn lên Mặt Trăng, chúng tôi sẽ luôn biết Eugene đang ở đó", Carolyn Shoemaker chia sẻ trong một thông cáo báo chí năm 1998.[2]