約飛行3分24秒時，已經穿越最濃厚的大氣層，溫度也低於預定限額時，保護朱諾號的的酬載整流罩分離。擎天神五號主發動機在升空後4分26秒切斷。16秒後，第二節的半人馬座火箭點燃，燃燒了大約6分鐘，將衛星放入初始暫駐軌道。探測器在滑行30分鐘後，半人馬座火箭再度點燃9分鐘，將探測器放入地球逃逸軌道。