对行星的探测
水星
水星是最靠近太阳的行星，由于水星和太阳之间的视角距离不大，使得水星经常因距离太阳太近而难以观测。即使在最宜于观察的条件下，也只有在日落西山之后，在西天低处的夕阳余晖中，或是在日出之前，在东方地平线才能看到它。
“水手10号”首次掠过水星
1974年2月5日，美国发射的“水手10号”从距水星5760千米的地方飞过，拍摄了几千张水星云层的照片。1974年3月29日， “水手10号”从离水星表面700千米的地方通过，然后进入周期为176天的公转轨道，环绕太阳运行。1974年9月21日，“水手10号”第二次经过水星; 1975年3月6日，它第三次从水星上空330千米处经过。此时，“水手10号”耗尽了使它保持稳定位置的气体，因此无法再对这颗行星作进一步研究了。这3次近距离观测拍摄到了超过1万张图片，涵盖了水星表面积的57%。从获得的照片得知，水星上有许多环形尖山，并有极稀薄的大气，经年高温400℃。
在1995年欧空局拟定的20年太空探索规划中，把水星探测放在十分重要的地位，它计划在2013年向水星发射2枚探测器，将于2018年至2020年抵达水星。这项探测活动欧空局还联合了俄罗斯和日本共同实施，探测项目名为“贝皮·哥伦布” 。
2004年8月3日，美国向水星发射了“信使”号探测器。在抵达目标之前，“信使”号将环绕太阳飞行15圈，预计将于2011年3月进入水星轨道。
“信使”号探测器
金星
除太阳、月亮之外，金星是天空中肉眼能够看到的最明亮的星，最亮的时候达－4. 4等，比全天最亮的恒星天狼星还亮14倍。金星是太阳系九大行星中距离太阳第二近的行星，也是距离地球最近的行星。
无论从年龄、体积、形态、密度，还是诞生时的环境上看，金星都与地球非常相似，因此被称为地球的“姐妹星” 。20世纪60年代以来，人类先后向金星发射了39个航天器。
1961年2月12日，苏联发射了“金星1号”探测器，但却在距地球756万千米时通信中断，无法得到探测的结果。第3艘硬着陆后通信失效，第4艘、第5艘、第6艘都被金星的高气压压瘪了。直到1970年12月15日，“金星7号”在金星实现软着陆，成功传回金星表面温度等数据资料。该飞船成为第一个到达金星实地考察的人类使者。它在降落过程中，考察了金星大气层的内部情况及金星表面结构。至此，人类撩开了金星神秘的面纱。
1972年到达金星表面的“金星8号”化验了金星土壤，还对金星表面的太阳光强度和金星云层进行了电视摄像转播，金星上空显得极其明亮，天空是橙黄色，大气中有猛烈的雷电现象，还有激烈的湍流。
1975～1984年是金星探测的高潮期。1975年6月8日和14日先后发射的“金星9号”和“金星10号” ，于同年10月22日和25日分别进入不同的金星轨道并成为环绕金星的第一对人造金星卫星。两者探测了金星大气结构和特性，首次发回了电视摄像机拍摄的金星全景表面图像。
1978年9月9日和9月14日，苏联又分别发射了“金星11号”和“金星12号” ，两者均在金星成功实现软着陆，分别工作了110分钟。特别是“金星12号”于12月21日向金星下降的过程中，探测到金星上空闪电频繁、雷声隆隆，仅在距离金星表面11千米到5千米的这段时间内，就记录到1000次闪电，有一次闪电竟然持续了15分钟。
1981年10月30日和11月4日先后上天的“金星13号”和“金星14号” ，其着陆舱携带的自动钻探装置深入到金星地表，采集了岩石标本。研究表明，金星上的地质构造仍然很活跃，岩浆里含有水分。
1983年6月2日和6月7日，“金星15号”和“金星16号”相继发射成功，二者分别于10月10日和14日到达金星附近，成为其人造卫星，它们每24小时环绕金星一周，探测了金星表面以及大气层的情况。探测器上的雷达高度计在围绕金星的轨道上对金星表面进行扫描观测，雷达的表面分辨率达1～2千米，可看清金星表面的地形结构，成功绘制了北纬30度以北约25%金星表面地形图。
1984年12月苏联发射了“金星—哈雷”探测器，1985年6月9日和13日于金星相会，向金星释放了浮升探测器—充氦气球和登陆舱，它们携带的电视摄像机对金星云层进行了探测，登陆设备还钻探和分析了金星土壤。“金星—哈雷”探测器在完成任务后利用金星引力变轨，飞向哈雷彗星。
1989年1月，苏联发射的一部探测器穿过金星表面浓厚的大气层用雷达扫描时，发现了金星上竟然分布着两万座城市的遗迹。科学家经过辨认发现，这些城市遗迹摆成了一个很大的马车轮形状，其间的辐射状大道连接着中央的大城市。
除苏联外，1978年，美国的“先驱者”金星1号和2号在金星上着陆成功，他们发现，金星上有许多火山，并存在一个深6千米，宽200多千米，长1000多千米的裂口。1989年，美国向金星发射“麦哲伦”探测器。“麦哲伦”号装有一套先进的电视摄像雷达系统，可透过厚厚的云层测绘出金星表面上小如足球场的物体图像，其清晰度胜过以往所获金星图像的10倍。
2005年11月9日11点33分，欧洲宇航局的“金星快车”探测器搭乘俄罗斯的“联盟—FG”运载火箭在拜科努尔航天发射场发射升空，经过153天的飞行，2006年4月11日到达金星轨道。“金星快车”的主要任务是研究金星大气、云层结构及温室效应对地球的借鉴意义等问题。
火星
火星很像地球，有坚硬的表面和四季的交替。同时它还拥有随四季变化的极冠。在望远镜观测时代，人们还曾有认为火星上有人工的运河。人类对火星的兴趣一直是非常浓厚的，40多年来，苏联、美国、日本、俄罗斯和欧洲共发起30多次火星探测计划，其中2/3以失败告终，但研究一直没有排除火星上存在生命的可能性。
1962年苏联发射了“火星1号” 、“宇宙21号” ，美国发射了“水手3号” ，但均遭到了失败。
1964年1月28日美国发射的“水手4号”于1965年7月14日在距离火星的10000千米的高空成功掠过，获得了第一批火星的照片。1971年， “水手9号”深空探测器也不甘落后，发回了几千张火星照片。这两个探测器表明火星表面环形山很多，最大的环形山直径为600千米，火星上也有峡谷和河床，尘埃沙暴也不少。
1974年，苏联发射的“火星5号”宇宙飞船首次拍摄了火星的彩色照片。随后两国又相继发射了多个绕火星飞行的轨道器，更加详细地了解了这颗行星的情况。
1975年，美国发射“海盗1号” 、 “海盗2号”探测器。1976年，美国的“海盗1号”和“海盗2号”登陆器分别在火星上降落，并在降落的过程中采集了土壤，测量了大气温度的分布情况、火星大气压的情况。海盗号飞船的分析结果表明火星大气和表层物质中没有有机分子存在。摄像机监视结果也表明火星上没有生命活动的迹象。
人们不仅对火星感兴趣，也对火星的两个卫星感兴趣。在1988年7月7日和7月12日，苏联发射了火卫飞船1号和2号绕火卫1飞行并着陆，其中2号飞行器对火星进行了观测，并发回了图像。
目前，科学家们正在为登上火星作准备，一系列新型探测器陆续被发射上天。
1992年9月，美国发射了“火星观察者”号探测器，为21世纪登上火星作准备工作。1993年， “火星观察者”探测器在进入环绕火星的轨道之后，与地球失去联系，导致计划失败。
1996年12月，美国又发射了“火星探路者”探测器，经过7个月的星际飞行，在火星的阿瑞斯平原着陆。火星探路者携带了一个六轮小车，可以在火星的表面漫游，因而叫做火星漫游者，价值2500万美元。它分析了火星岩石和土壤。照片证实了海盗号的结论:火星上曾发生过大洪水。
1996年11月，美国发射了“火星全球勘测者” ，在绕火星的轨道上研究火星表面、大气和磁场的情况。它还向地球发射无线电波，经过火星大气后到达地球，由此了解火星大气的温度、引力和化学组成。
1999年1月3日， “火星极地着陆者”发射成功。然而，在飞行了11个月并登陆到火星上以后，就与地面失去了联系，宣告了这次航天活动的失败。此后发射的火星气候观测器也遭失败。
2001年4月，美国又发射了“火星奥德赛”探测器。2002年，“奥德赛”探测器发现火星表面和近地表层中可能有丰富的冰冻水，但这一问题仍存在争议。
2003年6月2日，欧洲空间局发射了“火星快车”探测器考察火星，这标志着欧洲空间局在行星探测方面跨入了新纪元。它由轨道器和着陆器组成。轨道器上有一个着陆器通信包用于支持国际上在2003年至2007年间开展的火星探测活动。
2003年6月8日和25日，美国太空总署先后发射了“火星探测漫步者－ A”和“火星探测漫步者－ B”探测器。
木星
据推测，木星与太阳极其相似。木星为液体表面，有一个很小的铁硅固体核，其周围有一个巨大的行星环。木星还拥有一个为数众多的卫星群，在结构上也颇似太阳系。
1972年3月2日，美国发射了“先驱者10号”探测器，经过1年9个月的艰难跋涉，于1973年12月3日与木星相会。它飞临木星时，沿木星赤道平面从木星右侧绕过，在距木星13万千米的地方穿过木星云层，拍摄了第一张木星照片。
1973年4月6日，“先驱者11号”从地球启程，经过1年8个月的漫长路程，1974年12月5日到达木星附近，从木星左侧4. 2千米的地方飞过木星北极上空。它掠过木星云层时，拍摄了300多张木星彩色照片，同时进行了各项科学考察。
1977年9月5日，美国发射了“旅行者1号”深空探测器，该探测器于1979年3月5日到达距木星27万千米的地方，发回了清晰的木星照片，观察到了木星的光环，并逐步接近了木星的5个卫星，其中“卫星1”有火山活动;“卫星2”是一个冰球;“卫星3”有高山和峡谷; “卫星4”有许多盆地。“旅行者1号”于1980年到达木星。
1989年10月，“伽利略号”木星探测器被发射升空，1995年7月3日，该探测器在进入绕木星飞行轨道的前5个月释放了子探测器，母体将在今后两年绕木星飞行11圈，对木星及卫星进行探测。同年12月10日，“伽利略号”木星探测器开始发回第一批资料。2002年1月17日，“伽利略”号在接近火山密布的木卫一作最后一次飞行时发生故障而无法收集数据。2003年9月，“伽利略”号坠入木星大气层。
土星
按距太阳由近及远，土星是太阳系的第6颗行星。土星周围有17颗天然卫星绕其飞行，其“腰部”缠绕着一圈绚丽多彩的光环──土星环。此外，土星上还保留着大量太阳系形成时的原始物质。这一切，给土星蒙上了一层神秘的面纱。
1979年9月1日， “先驱者11号”在距土星云顶20200千米的上空飞越，对土星进行了10天的探测，不仅发现了2条新的土星光环和土星的第11颗卫星，而且证实土星的磁场比地球磁场强600倍。它2次穿过土星环平面，并利用土星的引力作用拐向土卫6，从而探测了这颗可能孕育有生命的星球。
1980年11月12日， “旅行者1号”从距土星12600千米的地方飞过，一共发回1万余幅彩色照片。这次探测不仅证实了土卫10、11、12的存在，而且又发现了3颗新的土星小卫星。
1981年8月25日， “旅行者2号”从距离土星云顶10100千米的高空飞越，传回18000多幅土星照片。探测发现:土星表面寒冷多风，北半球高纬度地带有强大而稳定的风暴;在土星光环中不时有闪电穿过，其威力超过地球上闪电的几万倍乃至几十万倍;土星环有7条，它们由直径为几厘米到几米的粒子和砾石组成，每一条环又可细分成上千条大大小小的小环，即使被认为空无一物的卡西尼缝也存在几条小环;土星环的整体形状类似一个巨大的密纹唱片，从土星的云顶一直延伸到32万千米远的地方。 “旅行者2号”还发现了土星的13颗新卫星，使土星的卫星增至23颗。
上述3个探测器的探测，使人类大大加深了对土星的了解。然而，由于它们都是四处漫游的多用途探测器，所以存在探测时间短、探测距离远等不足，无法获得有关土星的更多信息进行深入研究。
为此，美国和欧洲联合研制了以天文学家卡西尼名字命名的专用土星探测器。
1997年10月15日，美国航空航太局发射了“卡西尼” 。在经过长达约7年、航行35亿千米的星际历程之后，“卡西尼”在2004年7月1日进入土星轨道后于2004年12月25日向土卫6释放惠更斯着陆器，所释放的“惠更斯”于2005年1月14日降落到土卫6表面，并从土卫6表面发回科学数据和黑白照片。剩下的“卡西尼”轨道器围绕土星飞76圈，从容就近探测土星的大气、风、磁场、光环，并多次临近土星的卫星族。
天王星和海王星
“旅行者2号”探测器
天王星是太阳系的第7颗行星，距太阳的平均距离有29亿米。
1986年1月24日，“旅行者2号”在距天王星8万千米的地方掠过，对它作了46天的考察，第1次精确地测得天王星的公转和自转周期，这次探测超过了自天王星发现以来205年积累的成果。
从“旅行者2号”探测器发回的照片上，科学家发现天王星大气中氦的含量约为10%～15%，其余为氢，还有少量其他气体。天王星的表面被汪洋大海所覆盖，其深度达8000千米，温度高达几千摄氏度。在天王星的云层中，还发现有向外喷射的气流，大气层中有猛烈的风暴，风速达1600千米/小时。
1989年8月25日，“旅行者2号”探测器飞越海王星，这是人类首次用空间探测器探测海王星。它在距海王星4827千米的最近点与海王星相会，从而使人类第一次看清了远在距地球45亿千米之外的海王星面貌。
“旅行者2号”发现了海王星的6颗新卫星，使其卫星总数增至8 颗;首次发现海王星有5条光环，其中3条暗淡、2条明亮。
从“旅行者2号”拍摄的6000多幅海王星照片中发现，海王星南极周围有两条宽约4345千米的巨大黑色风云带和一块面积有如地球那么大的风暴区，它们形成了像木星大红斑那样的大黑斑。这块大黑斑沿中心轴向逆时针方向旋转，每转360度需10天。海王星也有磁场和辐射带，大部分地区有像地球南北极那样的极光。海王星的大气层动荡不定，大气中含有由冰冻甲烷构成的白云和大面积气旋，跟随在气旋后面的是时速为640千米的飓风。海王星上空有一层因阳光照射大气层中的甲烷而形成的烟雾。
此外，“旅行者2号”还飞向海卫一进行了考察，发现海卫一确是太阳系中唯一一颗沿行星自转方向逆行的大卫星，也是太阳系中最冷的天体。