Las sondas espaciales llevan instrumentos al espacio para realizar mediciones que no se pueden realizar en la Tierra. La temperatura, el espectro, los campos magnéticos y la radiación comprenden solo algunos de los tipos de fenómenos medidos. Las sondas espaciales cabalgan sobre un cohete y luego separan y establecen un rumbo basado en las instrucciones de los operadores basados en la Tierra y las instrucciones preprogramadas a bordo. A su llegada, los instrumentos comienzan a tomar medidas y a transmitirlas a la Tierra.
Las sondas espaciales suelen llevar un paquete de instrumentos basado en la misión, equipos de comunicación para transmitir los datos y un sistema de guía. La energía a bordo proviene de baterías o pilas de combustible para misiones cortas, paneles solares para investigar los planetas interiores o un pequeño reactor nuclear para viajar a los planetas exteriores. Una vez lanzadas, las sondas espaciales viajan a su destino en su propio impulso. En algunos casos, una catapulta gravitacional puede ayudar a acelerar la sonda mediante el uso de la fuerza atractiva de otro cuerpo, como una luna, para empujar la sonda hacia su destino.
A su llegada, las sondas espaciales pueden volar por su destino, haciendo observaciones mientras viajan, entran en órbita o descienden a la superficie. A veces, una sonda orbita durante un período de tiempo y luego, cuando termina su misión, se estrella en el planeta, transmitiendo datos hasta que se destruye.
Debido a que no están tripulados, las sondas espaciales tienen algunas ventajas reales. Pueden medir datos en entornos muy hostiles, como la superficie caliente de Venus o los lagos de metano en Titán, la luna más grande de Saturno. Pueden hacer viajes muy largos sin recursos críticos de soporte vital, como oxígeno, agua y alimentos.
Las primeras sondas espaciales lanzadas en la década de 1950 tomaron medidas alrededor de la Tierra y la Luna. A principios de la década de 1960, las sondas espaciales exploraron Venus y Marte, dando a los observadores de la Tierra sus primeros datos reales sobre estos planetas. Las sondas espaciales a los grandes planetas exteriores, lanzadas en la década de 1970, hicieron una serie de descubrimientos significativos. La Voyager 1, lanzada en 1977, primero exploró Júpiter y Saturno, y luego fue guiada para explorar el espacio profundo. Todavía transmite datos a medida que viaja más allá del sistema solar. En la década de 1980, nuevas sondas espaciales orbitaron los planetas exteriores y sus lunas para un estudio más amplio, enviando miles de imágenes junto con otros datos físicos para su análisis.
