太陽系有8顆行星，探測火星的國家比較多，而對水星、金星和小行星帶以外的4顆行星（木星、土星、天王星、海王星）發(fā)射探測器進行探索的僅有美國、歐航局及蘇聯(lián)等少數(shù)國家的航天機構(gòu)。
其中美國向外太陽系發(fā)射的探測器數(shù)量最多，最具代表性的探測器有以下八艘。
1972年，NASA發(fā)射了先驅(qū)者10號探測器，它是人類第一個越過小行星帶的飛行器，第一個近距離觀測木星的探測器。1983年6月13日，先驅(qū)者10號越過了海王星軌道，成為了第1個越過最外側(cè)行星軌道的探測器。
1973年，NASA又發(fā)射了先驅(qū)者11號，其不僅拜訪了木星，還利用了木星的引力彈弓效應(yīng)改變軌道，成為了第一個造訪土星的探測器，然后順勢進入了逃離太陽系的漫長旅行，朝銀河系中心進發(fā)。
1977年8月20日，NASA的旅行者2號發(fā)射升空，該探測器先后造訪了木星和土星，在1981年借由土星的引力進行加速，并于1986年造訪天王星，于1989年造訪海王星，然后飛向星際空間。2018年12月10日，旅行者2號探測器成為了第二個進入星際空間的探測器。
1977年9月5日，NASA的旅行者1號發(fā)射升空，該探測器在1979年3月造訪了木星系統(tǒng)，1980年11月造訪了土星系統(tǒng)，然后結(jié)束了其主要任務(wù)飛往太陽系外。它是第一個提供了木星、土星及其衛(wèi)星海量詳細照片的探測器，并且是目前人類發(fā)射的飛得最遠的探測器。2012年8月25日，旅行者1號成為了第一個穿越日球?qū)禹敳⑦M入星際空間的探測器。2020年的時候，該探測器的部分儀器仍然能夠勉強維持工作，并向地球發(fā)回?zé)o線電信號。
1989年，美國宇航局與歐航局合作，從“亞特蘭蒂斯”號航天飛機上發(fā)射了專門對木星進行探索的伽利略號，該探測器在1995年抵達木星軌道，并向木星大氣釋放了一個大氣探測器，該子探測器僅在木星大氣中堅持了一個小時就被壓扁了，此后伽利略號對木星及其衛(wèi)星進行了持續(xù)而深入的觀測。2003年9月21日，伽利略號
1997年，美國宇航局又與歐航局等航天機構(gòu)合作，發(fā)射了卡西尼號土星探測器，該探測器先后借力于金星、地球和木星，于2004年抵達土星軌道，對土星、土星環(huán)和土星的衛(wèi)星進行了深入探索。科學(xué)家對該探測器的軌道控制之精準(zhǔn)，令人瞠目結(jié)舌。其攜帶的子探測器惠更斯號于2005年在土衛(wèi)六完成了軟著陸的壯舉，惠更斯號是人類第一個登陸土衛(wèi)六的探測器。2017年，卡西尼號燃料將耗盡，受控墜毀于土星大氣。在任務(wù)期間，卡西尼號還給地球和土星拍了一個合影。
2006年，美國宇航局發(fā)射了新地平線號探測器（又叫作新視野號探測器），主要用于探測冥王星及其衛(wèi)星，以及探測位于柯伊柏帶的小行星群。該探測器是人類發(fā)射的有史以來初始速度最快的探測器，在離開地球時的速度高達16千米每秒。在短暫造訪木星過程中，飛掠木星時速度達到了21公里每秒。該探測器目前仍在正常工作。
2011年，美國宇航局發(fā)射了朱諾號，再次對木星系進行深度探索，2016年該探測器成功進入木星軌道，目前仍在環(huán)繞木星進行探索。
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