Neanche lo sbarco sulla Luna fu in grado di saziare l'innata curiosità dell'uomo di scoprire cosa si celasse dietro il cielo visibile. Quello che giunge a noi oggi è frutto di una continua esplorazione automatica dello spazio interplanetario. Il pianeta più vicino alla Terra è Venere, distante 38 milioni di chilometri; poi viene Giove, 589 milioni di chilometri; Saturno, 1195; e infine Nettuno, a 4300 milioni di chilometri dal globo terrestre. Questa è solo una piccola parte dell'universo conosciuto e non, formato da miriadi di galassie distanti centinaia di miliardi di anni luce. Fornire dati precisi su alcuni pianeti è stato possibile e sarà ancora possibile grazie alle sonde spaziali. Dopo i primi satelliti artificiali , Sputnik I (4 ottobre 1957) e Explorer I (30 gennaio 1958), messi in orbita attorno alla Terra rispettivamente dall'Unione Sovietica e dagli Stati Uniti, vennero lanciate nello spazio, alla volta di altri pianeti del sistema solare, le sonde. Da allora ebbe inizio una vera e propria esplorazione planetaria. Il 14 dicembre del 1962 fu lanciata Mariner II (Mariner I, lanciata qualche mese prima, aveva dovuto essere distrutta) con destinazione Venere, seguita cinque anni più tardi dalla sovietica Venera IV. Le prime tre sonde Venera non avevano avuto successo, ma Venera IV, arrivata a destinazione nell'ottobre del 1967, trasmise dati sulla composizione chimica, la pressione e la temperatura di Venere. Per quanto riguarda questo pianeta, un risultato importante è stata la sua mappatura, realizzata grazie ai radar installati sulla sonda Magellano. Questa è stata lanciata nel 1989 dallo Space Shuttle Atlantis ed entro il 1994 aveva "mappato" il 99% della della superficie di Venere.
La prima sonda diretta con successo verso Marte fu Mariner IV, lanciata il 28 novembre del 1964. Raggiunse il pianeta nel luglio 1965, registrando 22 immagini della sua superficie che rivelarono la presenza di numerosi crateri. Dal 1974 al 1975 Mariner X, l'ultima sonda del programma Mariner, orbitò per ben tre volte attorno a Mercurio, fotografando circa i tre ottavi della sua superficie. Tra il 1979 e il 1981, tre sonde che erano passate in precedenza vicino a Giove, Pioneer II, Voyager I e Voyager II, inviarono le prime immagini ravvicinate di Saturno con i suoi anelli e i suoi satelliti. Numerosi lanci successivi di sonde ci hanno arricchito di preziose informazioni riguardanti anche i pianeti più esterni del sistema solare e ancora oggi continuano a fornire nuovi dati, che giungono sulla Terra in tempi ridottissimi grazie alle nuove tecnologie sviluppate negli ultimi decenni. Infatti, se nel 1965 a Mariner IV occorse quasi una settimana per trasmettere i dati raccolti, undici anni dopo la sonda Viking - inviata anch'essa su Marte - impiegò solo cinque minuti a inviare la stessa quantità di dati.
Con il termine sonda si intende in genere un qualunque dispositivo che permetta di esplorare o eseguire misure in luoghi inaccessibili o difficili da raggiungere, a condizione di non alterare con la sua stessa presenza la situazione fisica nel punto in esame. Le sonde interplanetarie lanciate nello spazio dall'uomo devono soddisfare precise condizioni per poter svolgere con successo le missioni cui sono state destinate. La prima è quella di avere un'adeguata velocità, detta velocità di fuga, ossia la velocità minima necessaria a sfuggire permanentemente all'azione gravitazionale terrestre al fine di poter raggiungere la meta desiderata. Per calcolare con precisione la traiettoria di una sonda interplanetaria bisogna considerare la struttura dinamica del sistema solare. La traiettoria viene infatti influenzata per i primi giorni di volo dall'attrazione gravitazionale della Terra, poi per lungo tempo da quella del Sole, che in virtù della sua grande massa esercita una forza di attrazione maggiore rispetto a quella dei pianeti non appena la sonda esce dall'orbita terrestre, e infine da quella del pianeta di cui devono essere prelevate le caratteristiche.
Il moto dei pianeti limita materialmente i tempi del giorno e dell'anno durante i quali una sonda può essere lanciata. I periodi utili per il lancio vengono chiamati "finestre", e la scelta giusta di una di queste finestre determina, assieme alla velocità con cui la sonda viene lanciata, la durata e la traiettoria di un volo interplanetario assicurando il successo della missione. Un calcolo sbagliato compromette l'intera operazione, fino al punto che il veicolo spaziale viene intrappolato nel campo gravitazionale solare senza arrivare mai a destinazione. Questo è il motivo per il quale una sonda è sempre munita di piccoli razzi che permettono opportune correzioni di rotta durante la corsa. Le sonde recano a bordo sofisticate apparecchiature scientifiche in grado di raccogliere dati sperimentali sulle caratteristiche dei corpi celesti in esame. La ripresa fotografica e la trasmissione delle immagini raccolte, effettuata per mezzo di speciali apparecchiature fotometriche, viene tradotta in sequenze numeriche che, una volta trasmesse dal computer di bordo dell'elaboratore a terra, vengono ricostruite.
Le sonde hanno la forma di un parallelepipedo a base esagonale dove sono attaccate frontalmente le antenne e posteriormente dei generatori atomici di energia elettrica, che possono essere considerati un po' come delle piccole centrali nucleari , e i razzi d'assetto. La rotta viene guidata da un sensore che segue la stella Canopus, mentre altri due sensori restano puntati verso il Sole. All'interno la temperatura viene mantenuta tra -23 e +38 ┬░C, in modo che tutte le raffinate apparecchiature e i sistemi di controllo (relativi ai comandi, all'assetto, all'articolazione e al trattamento dei dati in volo) non risentano dello sbalzo termico dello spazio.
