Para bliźniaczych amerykańskich orbiterów Księżyca (GRAIL-A "Ebb" i GRAIL-B "Flow") do badania rozkładu jego pola grawitacyjnego. Projekt realizowany w ramach programu Discovery jako Discovery-11. Sondy zostały zbudowane na bazie projektu GRACE, z wykorzystaniem elementów i doświadczeń nabytych w projektach XSS-11 i MRO.

Każda z sond ma wymiary 1,09 x 0,85 x 0,76 m i masę startową 307 kg. Zasilanie z paneli baterii słonecznych o mocy 1400 W. Napęd zapewnia silnik zasilany katalitycznie rozkładaną hydrazyną (106 kg). Planowana robocza orbita okołoksiężycowa: hp=55 km, ha=55 km, i=90°, t<2 h.

Po separacji od rakiety nośnej sondy znalazły się na niskoenergetycznej trajektorii prowadzącej do punktu L1 układu Ziemia-Słońce. Po przeleceniu w jego pobliżu przeszły na trajektorię, która je doprowadziła w pobliże południowego bieguna Księżyca odpowiednio 31.12.2011 i 01.01.2012. Tam wykonały manewry wejścia na wstępną orbitę okołoksiężycową, eliptyczną z czasem obiegu 11,5 h. Na orbicie roboczej lecą w formacji w odległości 180-200 km od siebie, znanej z dokładnością do kilku mikronów. Misja robocza potrwa 82 dni.

Aparatura naukowa GRAIL:
 

LGRS (Lunar Gravity Ranging System) - mikrofalowy system pomiaru odległości pomiędzy orbiterami; MoonKAM (Moon Knowledge Acquired by Middle school students) - 5 kamer do pozyskiwania zdjęć dla potrzeb publicznych i edukacyjnych.

Przebieg lotu:

08.09.2011 o 12:30 zrezygnowano z pierwszego okna startowego, a 13:10 z drugiego z powodu zbyt silnych wiatrów na dużym pułapie. Start przełożono na dzień następny.

09.09.2011 podczas zlewania paliwa stwierdzono niesprecyzowane odstępstwo w układzie napędowym RN. Start opóźniono o kolejną dobę.

10.09.2011 zrezygnowano z pierwszego okna startowego. 10.09.2011 o 13:08:52,775 nastąpił start rakietą Delta-2 (7920H-10) z wyrzutni SLC-17B na Cape Canaveral . W T+1h 10' 25" sondy znalazły się na pożądanej orbicie.

31.12.2011 o 21:21 manewr wejścia na orbitę okołoksiężycową (t=40', dV=191 m/s) rozpoczęła sonda GRAIL-A. Zakończył się on powodzeniem, planowana orbita miała mieć parametry: hp=88 km, ha=8378 km, i=87,2°, w rzeczywistości wyniosły one: hp=90 km, ha=8362 km.

01.01.2012 o 22:05 manewr wejścia na orbitę okołoksiężycową (t=38,7', dV=192 m/s) rozpoczęła sonda GRAIL-B. Zakończył się on powodzeniem, planowana orbita miała mieć parametry: hp=111 km, ha=8359 km, i=88,3°.

02.02.2012 (plan) rozpoczęto obniżanie aposelenium.

06.02.2012 (plan) rozpoczęto formowanie orbity roboczej.

07.03.2012 o 01:15 rozpoczęto fazę naukową misji (planowane zakończenie 29.05.2012, zakończenie misji 6 dni później).

21.03.2012 NASA przedłużyła misję do grudnia 2012 roku.

29.05.2012 zakończono nominalną część misji i wyłączono aparaturę naukową. Satelity znajdują się na orbicie o pułapie 25-86 km.

30.08.2012 wznowiono badania z wysokości 23 km.

17.12.2012 o 22:28:51 (Flow) i o 22:29:21 (Ebb) sondy spadły na Księżyc w pobliżu krateru Goldschmidt, w rejonie południowego bieguna. Miejsce upadku (dotychczas zbocze bezimiennej góry) nazwano Sally K. Ride Impact Site.