Во время третьей стадии исследования Весты, которая началась после снижения орбиты аппарата до минимума, ученые планируют собирать информацию в течение не менее 10 недель. Все снимки, полученные в этот период, будут использованы при составлении высокоточной карты астероида.
Для изучения протопланеты зонд будет использовать как оптические и инфракрасные камеры, так и спектрометры. Основным же заданием для Dawn является получение научной информации при помощи гамма- и нейтронного детектора GRaND. Последний настроен на регистрацию и изучение частиц, которые отражает и испускает поверхность Весты. Применение детектора позволит более детально исследовать химический состав астероида. Кроме того, на данном этапе, будет проведен гравитационный эксперимент, который позволит выяснить примерный состав ядра небесного тела.
По окончании низкоорбитального периода орбита зонда будет поднята до 680 км. На ней аппарат пробудет до июля 2012 года. Затем ему предстоит перелет к карликовой планете Церере, начало исследования которой намечено на февраль 2015 года.