Mặc dù con người đã có thể đặt chân lên bề mặt chị Hằng 42 năm trước, nhưng chúng ta vẫn còn quá ít thông tin về mặt trăng cũng như hiểu biết về sự hình thành của nó.
Vì vậy, Cơ quan Quản trị không gian Mỹ (NASA) đã quyết định cho hai tàu vũ trụ bay quanh chị Hằng theo cùng một quỹ đạo để tiếp tục nghiên cứu trong chương trình GRAIL.
Bộ đôi tàu thăm dò này sẽ bay quanh mặt trăng để thu thập thông tin về cấu trúc của nó từ bề mặt đến sâu trong phần cốt lõi, bên cạnh đó nâng cao sự hiểu biết về quá trình tiến hóa nhiệt của mặt trăng. Một nhiệm vụ khác là thu thập thông tin để lập bản đồ về trường hấp dẫn của mặt trăng.
Hai tàu vũ trụ sẽ bay qua các khu vực có lực hấp dẫn lớn hơn và nhỏ hơn để so sánh độ chênh lệch như vùng núi, miệng núi lửa… Khoảng cách sẽ được tính toán bởi hệ thống Lunar Gravity Ranging, có thể đo lường sự chênh lệch chỉ vài micron mà người ta ví von là chỉ bằng đường kính của một tế bào hồng cầu. Thông tin thu thập được sẽ liên tục chuyển về trái đất để ráp nối thành một bản đồ với độ phân giải cao.
Điều lý thú là một tập hợp camera với tên gọi MoonKAM sẽ thu thập hình ảnh để cung cấp cho chương trình công cộng. Đặc biệt các học sinh trung học tại Mỹ được yêu cầu nghiên cứu những hình ảnh này trong vòng 80 ngày.
Theo báo Daily Mail, bộ đôi tàu vũ trụ dự kiến sẽ qua những bước kiểm tra cuối cùng vào ngày 8/9/2011 và sẽ lên đường thực thi nhiệm vụ vào ngày 19/10/2011.