Siglas del término inglés Gravity Recovery and Interior Laboratory, coincidentes con nombre que recibe en este idioma el Grial, el sagrado cáliz de la Última Cena. Es una misión programada por la NASA, dentro del Programa Discovery, cuyo objetivo será, entre otros, el trazado de un mapa gravitatorio de la Luna de forma análoga a la del programa GRACE para la Tierra.

La misión cuenta con dos sondas gemelas cuyo lanzamiento tuvo lugar el 10 de septiembre de 2011 desde Cabo Cañaveral, mediante un cohete Delta IIque portaba a ambas. Tras el lanzamiento ambas sondas se separaron del lanzador de forma independiente, adoptando trayectorias distintas que les llevaron a alcanzar la órbita lunar el 31 de diciembre de 2011 y el 1 de enero de 2012 respectivamente, tras haber recorrido más de 4 millones de kilómetros de longitud y rodear el punto de Lagrange L1, a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra.

Aunque la Luna se encuentra a menos de 400.000 kilómetros de nuestro planeta, la razón de tan largo rodeo es que la ruta elegida para las sondas describe lo que los técnicos denominan una trayectoria de baja energía, la cual consume mucho menos combustible a cambio de alargar la duración del viaje desde los tres días de las misiones Apolo hasta los tres o cuatro meses que han necesitado las sondas para llegar a su destino. Esto permitió aumentar la carga útil del cohete lanzador haciendo que los dos vehículos llegaran a la Luna con una velocidad menor que la que alcanzarían mediante el vuelo directo, gracias a lo cual pudieron colocarse en una órbita polar extremadamente baja, de tan sólo unos 55 kilómetros de altura, desde la que describirán una vuelta completa a nuestro satélite en menos de dos horas barriendo, a lo largo de sucesivos ciclos, la totalidad de su superficie.

Las sondas GRAIL-A y GRAIL-B se mantendrán separadas por una distancia comprendida entre los 175 y los 225 kilómetros, lo que les permitirá realizar sus mediciones forma coordinada y análoga a la visión estereoscópica que nos proporcionan nuestros dos ojos. Debido a la escasa altura de sus órbitas, lo que se traduce en una inestabilidad de las mismas, su misión tendrá una duración de tan sólo noventa días. Una vez finalizada su misión, se las hará estrellarse de forma controlada contra la superficie lunar.

Aunque la principal misión de las sondas GRAIL es la de estudiar el campo gravitatorio y la estructura geológica de la Luna, también cartografiarán su superficie y realizarán investigaciones sobre diferentes elementos de la litosfera lunar.