Druga amerykańska sonda przeznaczona do badania planetoid. Realizowany w ramach programu Discovery jako misja Discovery-9. Celem są największe obiekty pasa głównego: planeta karłowata Ceres i planetka Westa.

Napęd na trajektorii międzyplanetarnej zapewni sondzie silnik jonowy - do osiągnięcia Westy potrzebne będzie ok. 288 kg ksenonu, do osiągnięcia Ceres - 89 kg. Szkic 5-letniego przelotu po orbicie heliocentrycznej.

W konstrukcji sondy wykorzystano wiele gotowych elementów satelitów (Indostar, Orbview, Topex/Posejdon, FUSE). Do komunikacji z Ziemią użyta zostanie antena paraboliczna 1,4 m średnicy, zasilanie z baterii słonecznych o mocy 7,5 kW. Ich panele mają rozpiętość 21 m. Rakieta nośna: Delta 7925H, miejsce startu: Cape Canaveral, SLC-17B, masa startowa 1217,67 kg (z tego ksenon - 425 kg).

Instrumenty naukowe sondy to kamery, magnetometr (w kwietniu 2004 skreślono go z listy przyrządów naukowych. Zmiana wynikła z konieczności zwiększenia powierzchni (a tym samym masy) baterii słonecznych sondy. Zamiast 8 paneli powinno być 10, aby zapewnić urządzeniom sondy dostateczną ilość energii w odległości 3 AU od Słońca.), wysokościomierz laserowy oraz spektrometry do badania składu chemicznego powierzchni planetoid. Głównym celem misji jest poznanie szczegółowej topografii największych planetoid oraz ich pól grawitacyjnych.

Przebieg lotu:

Planowano start 17.06.2006, lecz 07.11.2005 oficjalnie wspomniano o wstrzymaniu misji na czas nieokreślony - z powodu kłopotów budżetowych.

21.11.2005 poinformowano o przełożeniu startu o 5 miesięcy - na 17.11.2006.

23.01.2006 start przełożono na nie wcześniej niż 01.12.2006.

02.03.2006 misja została z przyczyn budżetowych skasowana.

Ze względu na liczne protesty środowiska naukowego NASA przywróciła 27.03.2006 misję, z realizacją w roku 2007.

11.05.2006 datę startu ustalono na nie wcześniej niż 20.06.2007.

30.03.2007 NASA przełożyła start z 20 na 30.06.2007.

31.05.2007 podczas montowania busterów wydarzyła się awaria dźwigu. Operacje spowodowały 7 dni opóźnienia. W konsekwencji 05.06.2007 NASA przełożyła start na 07.07.2007 (okno startowe 20:09:31-20:36:22).

11.06.2007 podczas przygotowań sondy doszło do kontaktu narzędzia z tylną (nie mającą ogniw fotowoltaicznych stroną paneli baterii słonecznych. Nie spowodowało to większych uszkodzeń, choć początkowa wersja mówiłą, że jeden z techników pośliznął się i upadł na panel, uszkadzając go. Naprawa nie miała wpływu na wyznaczony termin startu.

05.07.2007 start został przesunięty o dobę z powodu niesprzyjającej pogody oraz pozanominalnych temperatur w drugim stopniu RN oraz pod osłoną aerodynamiczną, uniemożliwiających tankowanie czterotlenku azotu.

06.07.2007 start został przesunięty o kolejną dobę z powodu problemów z łącznością z samolotem, mającym przekazywać telemetrię oraz koniecznością wymiany służącego do tego samego celu okrętu. Tego samego dnia o 23:55 podano, że start zostaje odłożony na 15.07.2007.

07.07.2007 o 21:30 start został przesunięty na okno startowe 07.09-17.10.2007. Powodem było zbyt krótkie okno startowe i kolizja czasowa ze startem sondy Phoenix. Jeżeli start opóźni się poza to okno, niemożliwa będzie wyprawa do dwóch planetek.

04.08.2007 start wyznaczono na 26.09.2007.

23.09.2007 o 20:30 z powodu burzowej pogody opóźniono o jeden dzień tankowanie RN. Obecnie start wyznaczono na 27.09.2007 (okno startowe 11:20:00-11:49:00).

27.09.2007 o 11:15, w T-5 minut wstrzymano odliczanie, ze względu na pojawienie się w rejonie upadku busterów statku. O 11:34:00,372 nastąpił start. W T+57' 19" sonda znalazła się na zaplanowanej orbicie heliocentrycznej (hp=1,00 AU, ha=1,62 AU, i=0,5°), a w T+61' 59" odłączyła się od 3. stopnia RN. O 13:44 na Ziemię napłynęły dane telemetryczne, potwierdzające rozłożenie się paneli baterii słonecznych, prawidłową orientację oraz funkcjonowanie wszystkich systemów.

07.10.2007 o 01:07 testowo włączono na 27 godzin silniki jonowe, co zużyło niespełna 0,28 kg ksenonu. Testy, przeprowadzone do 15.11.2007 na wszystkich pięciu poziomach ciągu wypadły pomyślnie. Łącznie silniki przepracowały 11 dni i 14 godzin.

28.11.2007 sonda weszła z nieznanych powodów w stan "safe mode", następnego dnia powróciła do normalnej pracy.

18.12.2007 o 00:08 sonda rozpoczęła rozpędzanie za pomocą silnika jonowego.

15.01.2008 o 06:00 sonda weszła w stan "safe mode" z powodu trafienia elektroniki kwantem promieniowania kosmicznego. Po kilku dniach próbnik powrócił do normalnej pracy.

Do 29.02.2008 przyrost prędkości sondy wyniósł 420 m/s. W ciągu 10 tygodni zużyto 19 kilogramów ksenonu.

Do 08.08.2008 zużyto 55,4 kilograma ksenonu.

Do 27.09.2008 sonda zużyła 67 kg ksenonu, co pozwoliło zmienić prędkość sondy o 1,68 km/s.

20.11.2008 planowo wyłączono napęd jonowy sondy. Zanim do tego doszło, za jego pomocą wykonano korektę kursu TCM-1. Po właściwym usytuowaniu sondy, silniki włączono 21.11.2008 o  00:31 na  2 godziny i 11 minut. Zmiana prędkości wyniosła nieco ponad 60 cm/s. W ciągu całego dotychczasowego lotu silniki zużyły mniej niż 72 kilogramy ksenonu, zwiększając prędkość sondy o 1,87 km/s. Ponowne uruchomienie napędu jonowego nastąpi dopiero w czerwcu 2009 roku, nie licząc korekty orbity TCM-2 oraz testów silników wiosną 2009 roku.

18.02.2009 o 00:27:58 nastąpił przelot koło Marsa (542 km) i manewr grawitacyjny, w wyniku którego orbita heliocentryczna sondy została zmieniona z: hp=1,22 AU, ha=1,68 AU, i=1,8° na hp=1,37 AU, ha=1,81 AU, i=6,1°. Krótko po przelocie sonda weszła w "safe mode" z powodu błędu programowego. Wyjście z tego stanu zajęło niespełna dwie doby, nie utracono żadnych danych.

21.03.2009 o 08:32 elektronika sonda została trafiona kwantem promieniowania kosmicznego, lecz nowe oprogramowanie, zgodnie z założeniem, nie spowodowało wejścia w "safe mode".

27.04.2009 wykonano 4-godzinny test pracy silników jonowych #1 i #3.

01.05.2009 wykonano 4-godzinny test pracy silników jonowych #1 i #3.

08.06.2009 wznowiono pracę napędu jonowego.

Do 27.09.2009 (druga rocznica startu) silniki jonowe przepracowały 389 dni, zużyłu 103 kg ksenonu i zmieniły prędkość próbnika o 2,62 km/s. Obecnie orbita ma parametry: hp=1,42 AU, ha=1,87 AU, i=6,2°. Większa, niż przypuszczano, moc generowana przez baterie słoneczne pozwoliła na zwiększenie ciągu silników, w wyniku czego czas dotarcia do Westy skrócił się o 6 tygodni, zaś pobyt na jej orbicie o tyle samo wydłużył, natomiast czas pobytu na orbicie Ceres ulegnie wydłużeniu z 9 do 12 miesięcy.

Do 05.06.2010 sonda zużyła niespełna 165 kg ksenonu, co pozwoliło zmienić prędkość sondy o 4,3 km/s przy łącznym czasie pracy 620 dni.

Plan lotu sondy:
 

data	zdarzenie
25.07.2011	wejście na wysoką orbitę wokół planetki (3) Westa.
0?.08.2011	orbita: h=2700 km, i=90°, t=2,5-3d (6 okrążeń, 17 dni).
??.??.201?	orbita: h=700 km.
??.??.201?	orbita: h=120 km.
0?.07.2012	odlot z orbity Westy w kierunku Ceres.
01.02.2015	wejście na orbitę wokół (1) Ceres, Orbita: h=890 km później h=140 km.
01.02.2016	nominalne zakończenie misji orbitalnej wokół Ceres.
??.??.2018	w zależności od rezerw paliwa rozważany jest lot do (2) Pallas.

* orbita heliocentryczna zostanie zmieniona z hp=1,22 AU, ha=1,68 AU, i=1,8° na hp=1,37 AU, ha=1,81 AU, i=6,1°.