Kolejny po 2001 Mars Odyssey amerykański orbiter Marsa przeznaczony do szczegółowych obserwacji powierzchni planety.

Start z wyrzutni SLC-41 na Cape Canaveral przy pomocy RN Atlas 5/ 401. Masa startowa 2180 kg (w tym 1149 kg paliwa).

Plan misji:

Ponad 6-miesięczne formowanie orbity przy pomocy hamowania aerodynamicznego (aerobraking) doprowadziło do jej obniżenia do wartości hp = 220 km (perycentrum nad biegunem południowym), ha = 320 km. Część badawcza misji MRO rozpoczęła się w listopadzie 2006 r. i trwała do listopada 2008 roku, obejmując w przybliżeniu jeden rok marsjański. Po upływie nominalnego okresu misja sondy została przedłużona. MRO służyła jako dodatkowa stacja przekaźnikowa sygnałów z lądownika Phoenix, który wylądował w rejonie bieguna południowego w maju 2008 r. Zdolność rozdzielcza kamery HiRISE (ok. 1 m w perycentrum)  być może pozwoli zbadać okoliczności  nieudanego lądowania sondy Mars Polar Lander 3 grudnia 1999 r.

Główne instrumenty naukowe sondy:
 

HiRISE - kamera o bardzo wysokiej zdolności rozdzielczej; CTX - kamera do porównawczych zdjęć szerokokątnych; CRISM - spektrometr obrazowy  światła widzialnego i bliskiej podczerwieni do badania składu chemicznego powierzchni; MCS - radiometr podczerwieni do badania atmosfery; SHARAD - radar do sondowania płytkich warstw podpowierzchniowych; MARCI - kamera do monitorowania obłoków i burz pyłowych.

Przebieg lotu:

Wyznaczony na 10.08.2005 został opóźniony o jeden dzień z powodu stwierdzenia problemów z żyroskopami identycznymi do tych, jakie są zamontowane w rakiecie nośnej.

11.08.2005 o 03:30 rakieta nośna została umieszczona na wyrzutni SLC-41 na Cape Canaveral. Z powodu opóźnień w odliczaniu spowodowanych burzą z wyładowaniami start odłożono o 1 godzinę i 10 minut. Podczas tankowania ciekłego wodoru do drugiego stopnia wystąpiły kłopoty pomiędzy czujnikami a oprogramowaniem sterującym - start został przełożony na 12.08.2005.

12.08.2005 o 11:43:00 nastąpił start. W T+55' 06" sonda została wyniesiona na właściwą trajektorię heliocentryczną (o parametrach: hp=1,013 AU, ha=1,680 AU, i=3,1°), w T+57' 54" odłączyła się od rakiety. W T+61' 26" nawiązano łączność ze sondą. Potwierdzono rozłożenie paneli baterii słonecznych i czysty przebieg manewru rozdzielenia.

27.08.2005 o 22:00 przeprowadzono manewr TCM-1 uruchamiając dwa silniki główne na 15 sek. Zmiana prędkości wyniosła 7,8 m/s.

18.11.2005 przeprowadzono manewr TCM-2 uruchamiając silniki korekcyjne na 20 sek. Zmiana prędkości wyniosła 0,75 m/s.

W związku z dokładnością trajektorii korekty TCM-3 (01.02.2006), TCM-4 (28.02.2006) i TCM-5A (09/10.03.2006) zostały odwołane.

10.03.2006 o 21:24:32 ERT* sonda rozpoczęła manewr MOI - wejście na orbitę wokół Marsa. O 21:46:09 ERT nastąpiło zakrycie sondy przez tarczę Marsa, o 21:52:20 wyłączenie silników hamujących (dV=1 km/s), a o 22:16:01 ERT wyjście zza tarczy Marsa. Telemetria wskazuje, że sonda jest w dobrym stanie, a osiągnięta orbita jest bliska zakładanej (hp=279, ha=44 500 km, i=93,3°, T=35 h). Silniki pracowały 1641 sekund, a ich ciąg był o 2% niższy od zakładanego. Komputer nakazał przedłużenie ich pracy o 33 sekundy, by skompensować niedobór mocy. Uwaga: powyższe dane są w czasie ERT (odbioru danych na Ziemi), w rzeczywistości te zdarzenia miały miejsce 11 minut 58 sekund wcześniej.

24.03.2006 sonda przekazała cztery zdjęcia testowe - tu dla przykładu ogólne i o rozdzielczości 2,5 m/piksel zaznaczonego fragmentu wykonane za pomocą kamery HiRISE.

30.03.2006 rozpoczęto fazę formowania aerobrakingu. Sonda w apocentrum uruchomiła na 58 sekund silniki średniego ciągu, co obniżyło perycentrum z 426 do 333 km.

12.04.2006 obniżono perycentrum orbity ze 112 do 107 km, czym rozpoczęto aerobraking.

25.08.2006 po wykonaniu blisko 400 przejść przez perycentrum apocentrum orbity wyniosło 1100 km, a okres obiegu 2 h 7 min.

30.08.2006 o 17:36 wykonano manewr (t=6 minut), który spowodował zakończenie aerobrakingu (łącznie 445 hamowań) i wejście na orbitę z perycentrum na wysokości ok. 210 km.

05.09.2006 wykonano przy pomocy 6 silników średniego ciągu manewr (t=210"), który podniósł perycentrum z 216 do 320 km, oraz zmienił inklinację o niespełna stopień, do 92,5°.

11.09.2006 wykonano przy pomocy 6 silników średniego ciągu manewr (t=12,5'), który zmienił orbitę na roboczą  z perycentrum na wysokości 250 km nad biegunem południowym i apocentrum na wysokości 316 km nad biegunem północnym.

21.09.2006 rozłożono antenę instrumentu SHARAD.

29.09.2006 przy pomocy HiRISE wykonano pierwszą fotografię o wysokiej rozdzielczości - 30 cm na piksel.

03.10.2006 sonda przekazała fotografię krateru "Victoria", na której jest widoczny łazik Opportunity, jego ślady, a nawet cień rzucany przez maszt kamery PanCam.

07.02.2007 JPL opublikowało informację, że począwszy od końca listopada 2006 w jednej z 14 par detektorów w kamerze HiRISE nastąpił znaczny wzrost zakłóceń. Jednoczenie pogorszył się stan innego detektora, który wykazywał podobne uszkodzenia już krótko po starcie.W grudniu 2006 zakłócenia wystąpiły w kolejnych pięciu detektorach. Tendencje do zaszumienia maleją wraz ze wzrostem temperatury podczas ogrzewania elektroniki kamery. Pod koniec grudnia 2006 wystąpiły problemy z pozycjonowaniem radiometru podczerwieni MCS. Po przesłaniu nowego oprogramowania problemy znikły, jednak w połowie stycznia 2007 pojawiły się ponownie, tym razem z większą częstotliwością. Do czasu wyjaśnienia przyczyn zaprzestano pozyskiwania danych z tego urządzenia.

16.03.2007 sonda weszła w stan safe mode z powodu nieokreślonego błędu systemu diagnostyki. Powrót do działania (z wykorzystaniem zapasowego komputera) nastąpił 23.03.2007.

24.08.2007 opublikowano informację, że dalsza degradacja siedmiu (a zwłaszcza dwóch z czternastu) detektorów HiRISE ustąpiła.

07.11.2007 sonda weszła w stan safe mode po stwierdzeniu, że jeden z paneli baterii słonecznych obraca się wolniej, niż zakładano. Stało się tak, gdy program sterujący pozwolił na dotknięcie panelem powłoki ochrony termicznej sondy. Nie pociągnęło to za sobą żadnych uszkodzeń, sonda powróciła do normalnej pracy.

10.12.2008 sonda zakończyła misję podstawową i rozpoczęła rozszerzoną.

23.02.2009 sonda weszła w stan safe mode z powodu resetu komputera (prawdopodobnie po trafieniu elektroniki kwantem wysokoenergetycznego promieniowania).

04.06.2009 około 01:10 sonda po raz szósty od rozpoczęcia misji podstawowej weszła w stan safe mode z powodu resetu komputera. Obraz zjawiska był identyczny, jak w zdarzeniu z 23.02.2009. Wyjście z safe mode nastąpiło 06.06.2009, zaś powrót do pracy 09.06.2009.

06.08.2009 po raz trzeci w tym roku nastąpił reset komputera, jednak sonda przełączyła się na jednostkę zapasową.

26.08.2009 po raz czwarty nastąpiło wejście w stan safe mode z powodu resetu komputera.

25.09.2009 sonda nadal znajdowała się w stanie safe mode. Próby wyjaśnienia przyczyn powtarzających się awarii mają potrwać jeszcze kilka tygodni.

04.11.2009 sonda nadal znajdowała się w stanie safe mode.

Na początku grudnia 2009 wysłano i załadowano do pamięci komputerów sondy oprogramowanie, uniemożliwiające jednoczesny reset obu jednostek, co spowodowałoby jej utratę. Nadal trwała analiza możliwych przyczyn resetów.

08.12.2009 sonda została wyprowadzona z 'safe mode' i 16.12.2009 powróci do normalnej pracy. Przyczyna resetów nie została wyjaśniona.

15.09.2010 po raz kolejny nastąpiło wejście w stan safe mode z powodu resetu komputera.

18.09.2010 sonda powróciła do normalnej pracy.

W lutym 2011 roku miało nastąpić zakończenie misji rozszerzonej, jednak została ona ponownie przedłużona, do 31.12.2015.

02.07.2014 wykonano manewr, zapewniający sondzie bezpieczeństwo w trakcie przelotu komety C/2013 A1 Siding Spring podczas jej zbliżenia z Marsem w dniu 19.10.2014.

27.08.2014 miano wykonać manewr, nie udało mi się potwierdzić tego faktu.

01.09.2014 NASA formalnie przedłużyła misję o dwa lata.

01.07.2016 NASA oficjalnie zaaprobowała rozszerzenie misji o dwa lata.

Plan lotu sondy
 

data	zdarzenie
31.12.2018	zakończenie misji
>2025	zakończenie misji (opcja)