Raumsonden transportieren Instrumente in den Weltraum, um Messungen durchzuführen, die auf der Erde nicht möglich sind. Temperatur, Spektrum, Magnetfelder und Strahlung sind nur einige der gemessenen Phänomene. Raumsonden reiten auf einer Rakete und trennen sich dann und setzen einen Kurs basierend auf Anweisungen von erdbasierten Operatoren und vorprogrammierten Anweisungen an Bord. Bei der Ankunft beginnen die Instrumente mit der Messung und senden sie zurück zur Erde.
Raumsonden tragen in der Regel ein auf der Mission basierendes Instrumentenpaket, eine Kommunikationsausrüstung zur Übertragung der Daten und ein Leitsystem. Der Bordstrom kommt aus Batterien oder Brennstoffzellen für kurze Missionen, Sonnenkollektoren für die Erforschung der inneren Planeten oder einem kleinen Atomreaktor für Reisen zu den äußeren Planeten. Einmal gestartet, reisen Raumsonden aus eigener Kraft an ihr Ziel. In einigen Fällen kann eine Gravitationsschleuder helfen, die Sonde zu beschleunigen, indem sie die Anziehungskraft eines anderen Körpers, z. B. eines Mondes, nutzt, um die Sonde in Richtung ihres Ziels zu ziehen.
Bei ihrer Ankunft können Raumsonden an ihrem Ziel vorbeifliegen und während ihrer Reise Beobachtungen machen, in die Umlaufbahn gehen oder zur Oberfläche absteigen. Manchmal umkreist eine Sonde eine Zeit lang und stürzt dann, wenn ihre Mission endet, auf den Planeten und überträgt Daten, bis sie zerstört wird.
Da sie unbemannt sind, haben Raumsonden einige echte Vorteile. Sie können Daten in sehr lebensfeindlichen Umgebungen wie der heißen Oberfläche der Venus oder den Methanseen auf Titan, dem größten Saturnmond, messen. Sie können sehr lange Reisen ohne lebenserhaltende Ressourcen wie Sauerstoff, Wasser und Nahrung unternehmen.
Frühe Raumsonden, die in den 1950er Jahren gestartet wurden, führten Messungen rund um Erde und Mond durch. In den frühen 1960er Jahren erforschten Raumsonden Venus und Mars und lieferten Erdbeobachtern ihre ersten echten Daten über diese Planeten. Raumsonden zu den großen äußeren Planeten, die in den 1970er Jahren gestartet wurden, machten eine Reihe bedeutender Entdeckungen. Voyager 1 wurde 1977 gestartet, erforschte zuerst Jupiter und Saturn und wurde dann geführt, um den Weltraum zu erkunden. Es überträgt immer noch Daten, während es das Sonnensystem verlässt. In den 1980er Jahren umkreisten neue Raumsonden die äußeren Planeten und ihre Monde für ausgedehnte Studien und schickten Tausende von Bildern zusammen mit anderen physikalischen Daten zur Analyse zurück.
