Sieben Monate nach dem Start von Cape Canaveral erreichte die Raumsonde MRO (Mars Reconnaissance Orbiter) Anfang März 2006 ihr Ziel. Ausgelegt für eine mehrjährige wissenschaftliche Mission stand nun das entscheidende Manöver an, die Zündung des Bremstriebwerks für das Einlaufen in einen vorläufigen Orbit. Am 10.03.2006 um 21:24 UTC begann die knapp 27-​minütige Triebwerkszündung, die den MRO soweit verzögerte, daß er vom Schwerefeld des Mars eingefangen wurde. Die erste Phase des Manövers konnte von der Erde aus noch mitverfolgt werden, doch dann flog die Sonde für mahr als 20 Minuten im Funkschatten des Planeten. Erst als der Funkkontakt wieder hergestellt war, konnten die Wissenschaftler aufatmen. Die zwei Tonnen schwere Sonde war zu einem künstlichen Satelliten des Mars geworden. Zunächst lag der Apopunkt der Bahn aber noch bei weit über 50.000 km. Daher war ein halbes Jahr an Bahnkorrekturen vorgesehen, bevor aus etwa 300 km das primäre wissenschaftliche Programm beginnen sollte. Um Treibstoff zu sparen, bediente man sich dabei der Technik des „Aerobraking“. Dabei tauchte die Sonde immer wieder in die oberen Atmosphärenschichten ein und wurde unter Zuhilfenahme der rund 20 m² großen Solarzellenflächen gezielt abgebremst. Doch natürlich wollten die Wissenschaftler keine sechs Monate mehr auf die Ergebnisse ihrer Experimente warten. Und so wurden nach und nach die Instrumente aktiviert. Gespannt waren die Experten natürlich auf die Aufnahmen der hochauflösendsten Kamera, die jemals zum Mars geschickt worden war. Und das Infrarot-​Spektrometer CRISM (Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars) konnte sogar Bilder in 560 Spektralkanälen liefern - zwischen 400 nm Wellenlänge (sichtbarer Bereich) bis 4.050 nm (mittleres Infrarot). Und dies bei ebenfalls beeindruckender Bodenauflösung. Der Mars Climate Sounder war dagegen bereits zweimal zum Mars geschickt worden. Doch weder der Mars Observer (1992) noch der Mars Climate Orbiter (1997) hatten ihr Ziel erreicht. Nun endlich kam der Erfolg. Zwei Wochen nach der Ankunft am Mars übertrug die HiRISE Kamera (High Resolution Imaging Science Experiment) dann tatsächlich die ersten Bilder. Obwohl aus rund 2.500 km Höhe aufgenommen, zeigten sie bereits erstaunliche Details. Nach einer zweiten Serie von Aufnahmen wurde das HiRISE wieder deaktiviert, um es während der folgenden Aerobraking Manöver zu schützen. Die Suche nach aussichtsreichen Landeplätzen für kommende unbemannte und möglicherweise bemannte Missionen war damit aufgeschoben.