行星科学十年调查
1988年出版的《21世纪的空间科学—1995年至2015年十年要务》建议将重点放在“类似伽利略号任务一样去研究土星、天王星和海王星”，包括与土星光环交会任务和对土卫六的研究。它还建议使用一艘“月球地球科学轨道器”对月球进行研究，这是一个由月球探测车和从月球表面取样返回组成的网络。报告建议水星轨道器不仅要研究水星，还要部分提供对太阳的研究。从火星探路者号任务开始，计划于1995年开展一项“广泛研究火星计划”，随后于1998年实施一项将样本送回地球研究的计划。对彗星或小行星等原始天体的研究被推荐为阿波罗型和阿莫尔型小行星飞行任务。
发现计划
发现计划（）是由美国国家航空航天局（NASA）通过其行星任务计划办公室资助的一系列太阳系探索任务，其目的是以“低廉的成本、公众的智慧，完成众多的太空探索任务”。每项发现级任务都有一个成本上限，其水平低于美国宇航局的新疆界计划或旗舰任务。因此，发现级任务更侧重于特定的科学目标，而非服务于一般目的。
先鋒計劃
最早的一次发射仅仅是达到地球逃逸速度，证明计划可行。并研究月球。第一次发射由NASA（前身是国家航空咨询委员会）完成，其后的任务是美国空军和美国军方完成的。早期的艾布尔太空探测计划结束5年后，美国宇航局艾姆斯研究中心利用“先驱者”这个名字进行了新的任务，最初是打算探测太阳系内侧行星，后来大胆进行木星和土星飞越。 尽管计划成功了，但其返回的图片质量远不如五年后的旅行者。 1978年．计划结束前又进行了几次太阳系内侧行星探测，但采用了轨道插入计划而非飞越。
祝融号火星车
中国对火星的探测活动始于2011年与俄罗斯联邦航天局合作的萤火一号任务，然而由于俄罗斯负责的部分出现故障，萤火一号任务宣告失败。此后中国开始走上独立自主的火星探索之路，并将首次独立火星任务本应分两步、甚至三步走的“绕、落、巡”计划，合并在一次实施。
月球探勘者
月球勘-{}-探者號（台湾译为月球探-{}-勘者號；）是NASA探索計畫中第三個行星探測任務。本計畫花費總共6280萬美金，任務時間19個月。月球探勘者是以低高度極軌道環繞月球的探測器。月球探勘者的主要任務是對月球表面物質組成、南北極可能的水冰沉積、月球磁場與重力場進行研究。1999年7月31日該衛星撞擊靠近月球南極點的撞擊坑結束任務；原本預期撞擊時揚起的表土可以檢測到水的存在，但並未成功。
海王星探測
美國太空總署必須接收探測船發出的微弱信號，所以他們迅速設置了新天線來組成深空網絡，以大幅提高數據接收技術。旅行者2號在超過三年半前飛掠天王星，當時美國太空總署就以相同的方式接收探測船發出的信號，因為速度與信號都是完全相同的。
客迈拉号
任务的交会阶段开始于探测器在施瓦斯曼-瓦赫曼1号彗星的希尔球外减速，然后以<10米/秒的相对速度缓慢接近，在此过程中将描绘彗核特征、活动模式、喷发行为和碎屑环境。进入轨道后，客迈拉号开始详细研究表面地形、冰的分布和热量特征、活动和喷发的分布及大小、彗核内部结构以及气体彗发的“实地”成分。在随后的2年中，探测器轨道将逐步降低，以对感兴趣的区域进行更深入的研究，监测其物理演变，获取更精确的内部测量，并对附近地表进行取样。
行星科学十年调查
该调查委员会由康奈尔大学的“史蒂夫·斯奎尔斯”(Steve Squyres)领导，包括5个专题小组，重点关注内行星(水星、金星和月球)、火星(不包括火卫一和火卫二)、气态巨行星、卫星(伽利略卫星、土卫六和其他卫星)和原始天体(小行星，彗星、火卫一、火卫二、冥王星/卡戎和其他柯伊伯带天体、陨石和行星际尘云)。
土星探測
土星探測是指人類向土星發射太空探測器來對土星進行探測活動。而土星就像其他類木行星一樣，沒有固體表面可以供探測器登陸。先鋒11號在1979年9月飛越過土星，這也是人類首次對土星進行的探測任務。卡西尼號則是迄今唯一深入探測過土星和其衛星的探測器。
火星探测
以下列出火星探测的简要概述，面向轨道器和飞越任务。又见。
天王星軌道探測器
天王星軌道探測器可能經由擎天神5號運載發射升空，隨後經過金星-地球-地球-木星的重力助推，在12.8年後到達天王星。它也能夠經由太空發射系統發射，並直接飛向天王星。 如果它被發射，將會是人們的探測器首次環繞天王星運行，研究它的磁場、大氣、氣候、季节变化、光環和衛星（天衛一、天衛二、天衛三、天衛四和天衛五） 。
猎户座飞船
根据执行概述，该研究制定了一个“分阶段将人类探索范围延伸至低地球轨道空间以外的方法”，并具体建议分为如下三个阶段：载人探索飞行器的原始策略后来出现了若干修改，这在美國國家航空暨太空總署探索系统架构研究中进行了相关说明，相关的研究结果在2005年9月19日的新闻发布会上公布。该研究建议2014年开始进行猎户座的载人飞行任务，并认同采用月球轨道集合的方法登陆月球。其中，低地球轨道版本的猎户座太空船，则可以将4到6人运至国际空间站，而登月版本则可以承载4人，登陆火星的版本可以承载6人。与此同时，还会发展一型类似于俄国進步號太空船的无人货运太空船版本。
金星殖民
具体过程：
中国行星探测工程
首次任务天问一号于2020年7月23日在海南文昌航天发射场由长征五号运载火箭成功发射，探测器于2021年2月10日成功进入环火轨道。2021年5月15日7时18分，天问一号着陆器携带祝融号火星车成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区。5月22日10时40分，祝融号火星车安全驶离着陆平台，到达火星表面，开始巡视探测。6月11日，国家航天局公布了由祝融号火星车拍摄的首批高清科学影像图并宣布中国首次火星探测任务，同时也是中国行星探测工程的首次任务取得圆满成功。
星际快车
迄今为止，只有两个探测器探索了星际介质：旅行者1号和旅行者2号。两艘航海者号都使用重力辅助将它们带出黄道：航海者 1 号于 1980 年与土星一起向北，航海者 2 号与海王星一起向南 1989 年。 然而，这两个探测器都没有飞过黄道，都朝着日光层银河系中心方向进，就像美国宇航局后来的探测器新视野号一样，于 2006 年发射。后来的航天器，如卡西尼-惠更斯号，收集了有关日光层和 它如何与星际介质相互作用，这表明日光层的形状不像彗星，而是呈球形。
行星 (占星術)
天王星需要84年繞太陽公轉運行一週，在進入每一黃道十二星座需要使用7年的時間。天王星乃是在1781年由威廉·赫歇爾爵士所發現。
光學重力透鏡實驗
而計劃的前三個階段，OGLE-I（1992－1995年）、OGLE-II（1996－2000年）和OGLE-III（2001－2009年）。OGLE-I 是計畫的試驗階段，OGLE-II 是製造設置於拉斯坎帕納斯天文台的望遠鏡。使用8個晶片的 CCD 在波蘭製造後送往智利。OGLE-III 主要是偵測重力微透鏡事件和凌日行星。而定期偵測數百萬顆恆星的副產物就是完成了至今最大的變星星表。這一階段望遠鏡巡天的四個主要方向是在銀河系核球方向、船底座方向、大麥哲倫雲和小麥哲倫雲方向。在這個階段也以重力微透鏡法發現了第一顆行星。緊接著2009年的工程階段之後，2010年正式開始使用32個晶片的 OGLE-IV 階段。本階段主要目標是增加以重力微透鏡法偵測到的行星數量。新照相機增加的視野增加了在同一天區觀測次數的可能性。
行星適居性
對地球以外的星體進行生命探索是極古老的話題，最初是屬於哲學及物理學的研究領域。而在20世紀後期科學界對此有兩個重大突破。其一是使用先進機器對太陽系裡其他行星與衛星進行觀察，獲得這些星體的適居性資料，並將其與地球的相關資料作比較。其二是外太陽系行星的發現，它們是在1995年首度發現的，其後進度不斷加快。這個發現證明了太陽並不是惟一的擁有行星的星體，而且亦擴闊了探索適合生命居住的行星的範圍，使外太陽系星體亦被納入研究之中。
火星探测
NASA已經開始進行第3個為期兩年，至2010年9月為止的延伸任務以觀測火星南北極冰冠、雲、沙塵暴等現象，以了解火星表面不同時間的改變，以及對火星表面礦物的測繪能有更好的結果。2008年9月30日衛星花6分鐘點燃助推火箭改變軌道，好讓紅外線遙測有更佳的結果以測繪火星表面礦物。但是這新的軌道也將使伽馬射線光譜儀因為過熱而無法使用。這次延伸任務也延續了對其他火星任務的支持。一般認為可以繼續使用至2015年。勇氣號和機遇號這兩台火星探測車拍攝的照片和其他資料有85%是以火星奧德賽號作為通訊中繼衛星送回地球的，且火星奧德賽號每天可以各一次聯絡這兩台探測車。衛星也協助探測未來探測車和已於2008年5月登陸的鳳凰號火星探測器分析可能登陸地點的安全性。奧德賽號協助2006年3月到達的火星偵察軌道器在進行氣阻減速（aerobraking）時觀測火星大氣層的狀況。
金星的观察和探索
1990年8月10日，以探险家斐迪南·麦哲伦命名的美国麦哲伦号探测器抵达环金星的轨道，并开始了频率为2.38千兆赫的雷达测绘任务。之前的探测器已绘制了大陆大小地层的低分辨率雷达地图，而麦哲伦则用约100米的分辨率绘制了98%的地表，所得地图与其他行星的可见光照片相当，是目前现有最详细的金星地图。麦哲伦号探测器极大地提高了对金星地质的科学认识：探测器没有发现板块构造的迹象，但撞击坑的稀少表明金星地表相对年轻，表面分布有数千公里长的熔岩通道。在完成了为期四年的任务后，麦哲伦号按计划于1994年10月11日被推入大气层，部分蒸发，部分被认为撞击在行星表面。 金星快车是欧空局从轨道上研究金星大气层和表面特征的任务。该设计基于欧空局的火星快车和罗塞塔号任务，主要目标是对金星大气进行长期观测，希望也将有助于对地球大气层及气候的了解。金星快车还绘制了金星全球表面温度图，并试图观察远离地球之处的生命迹象。
破曉號
破晓号是日本探测金星的太空任务。计划的观察包括用来自环绕金星的轨道与红外摄像机观察云和表面成像，其目的是对于复杂的金星气象学调查。其它的实验目的是确认闪电的存在，并确定是否目前正在发生的金星火山。在大多数行星，大气循环比行星的旋转速度慢得多。然而，金星赤道上旋转速度为6公里/小时，但是金星大气层围绕金星旋转风速为300公里/小时。
太阳系的发现和探索
目前，从地球发射的宇宙飞船已不同程度地造访了太阳系中所有的行星。通过这些无人任务，人类已能够获得所有行星的近景照片，并通过着陆器，对一些行星的土壤和大气层进行了探测。
金星的观察和探索
苏联探测器金星9号于1975年10月22日进入轨道，成为金星的第一颗人造卫星。一台电池相机和光谱仪传回了有关该行星云层、电离层和磁层的信息，并对地表进行了双基地雷达测量。660千克(1455磅)重的下降舱从金星9号分离并着陆，拍摄了首张表面照片，并用伽马射线光谱仪和密度计分析了地壳。在下降过程中，进行了压力、温度和光度测量，以及云密度的后向散射和多角度散射(浊度计)测量。发现金星云层共分为三层。10月25日，金星10号抵达金星表面并开展了相似的研究项目。 1978年，美国宇航局向金星发射了两艘先驱者航天器，先驱者号的任务由分别发射的两部分组成：一艘轨道飞行器(先驱者金星1号或先驱者12号)和一艘联合探测器(又称先驱者金星2号或先驱者13号)。先驱者金星联合探测器携带了1大3小4台大气探测器。大探测器释放于1978年11月16日，三颗小探测器则于11月20日释放。12月9日，四台探测器全部抵达金星，协调世界时18点45分32秒，大探测器首先进入大气层，接下来的11分钟内分别是“北方”、“白昼”和“夜间”三台小探测器相继而入，随后运载平台于20点21分52秒进入大气层，并在20点21分55秒距地表110公里(68英里)的高空处发回最后信号。尽管事先预计探测器无法在穿过大气层的下降过程中幸存下来，但仍有一台探测器(“白昼”)在到达地面后继续工作了45分钟。
中国航天史
2020年7月23日，中国在海南文昌航天发射场用长征五号运载火箭成功发射火星探测器天问一号进行首次独立火星探测任务，其包含轨道器、着陆器和巡视器（即火星车）三个部分，将一次完成“绕”、“落”、“巡”三个步骤。
异星探险家
《异星探险家》是一款第三人称视角的开放世界游戏，在游戏中玩家将扮演一名宇航员从一颗无人的星球开始探索和冒险，并可以将自己的足迹踏到其他的星球上。玩家从太空站被发射到一颗荒无人烟的星球上，并开始自己的探险之旅。最初玩家需要在星球上采集资源建造不同的设施获得更丰富的设备，在抢先体验版游戏中，玩家可以通过类似吸尘器的工具采集基础的资源并获得建设材料或道具，或通过精炼获得金属材料；此外在游戏中还存在坠毁的卫星和不明植物，玩家可以收集它们上面的新的科技设备和稀有资源。玩家还可以通过这个类似吸尘器的工具重新塑造星球的地形，创建捷径或填补深坑。在收集足够的资源建造太空飞船后，玩家便可以以此前往其他的星球继续自己的冒险。除了宇宙飞船，玩家还可以建造漫游车加速自己在星球表面的探索。
火星探测
人类使用空间探测器进行火星探测的历史几乎贯穿整个人类航天史。几乎就在人类刚刚有能力挣脱地球引力飞向太空的时候，第一个火星探测器也开始了它的旅程。最早期的探测器几乎都失败了，而火星探测也就是在一次又一次的失败中不断前进。
阿波罗12号
火箭起飞前，航空航天局针对登月舱潜在着陆点共规划四条路线。阿波罗12号着陆点在两个预定位置之间，休斯顿科研人员趁首次月球漫步以随后的休息时间把两条路线合并，康拉德与宾可以从着陆点前往。新路线基本呈圆形，宇航员在第一次舱外活动后约休息13小时，再度出发时第一站是距登月舱约91米的雪人头陨石坑。宾抵达后发现指令长脚印令月壤掩埋的喷出物露出月表，说明北面370公里处的哥白尼环形山喷出物落在此地，这正是科研人员检视俯拍照片后希望找到的东西。任务结束后，地质学家利用雪人头陨石坑样本初步确定哥白尼环形山是由约8.1亿年前的撞擊事件形成。 宇航员接下来前往台阶陨石坑和夏普－阿波罗陨石坑，经过光环陨石坑后抵达测量员三号探测器着陆的测量员陨石坑。为防探测器倾倒伤人，两人靠近测量员三号时很小心，从远离探测器的位置入坑，沿边缘走进后才发现落足点稳固，探测器稳定。宇航员取下测量员三号的电视摄像头、镜头记录的月岩等众多样本。两人为各自的哈苏相机装有自动定时器，而且带上月表前没有知会任务控制中心，打算与测量员三号来个自拍，但可以拍照时手工工具包装满样本，根本找不到相机。返回登月舱附近前，康拉德与宾还前往测量员陨石坑内的布洛克陨石坑。第二次月球漫步共持续3小时49分15秒，两人行进1300米。康拉德和宾在两次舱外活动时最远距登月舱410米，共收集33.45公斤样本。
金星地質
进入太空探索時代後，金星被确立為下一个登陆探測的目标地。每19个月就會有一次前往金星的發射窗口，自1962到1985年的每个發射窗口都發射了前往金星的探測器。先后已有10艘探测器成功登陆到金星并传回了数据，它们都是前苏联发射的探测器，其中：金星9号、10号、13号和14号都安装有摄像机，并发回了土壤和岩石的图像。
洞察号火星探测器
洞察号的主要目标是研究火星  洞察号在火星上放置了一个固定的着陆器，用来研究其深层内部地质结构，以此探究内太阳系类地行星在40多亿年前的形成过程和演变历史。通过探究火星核心、地幔和地壳的大小、厚度、密度和整体结构，以及行星内部热量逸散的速度，洞察号将带我们简易了解内太阳系类地行星的演变过程。类地行星有着类似的形成方式，开始于一个叫吸积的过程。随着原行星尺寸的增加，它的内部受到压力变热，并逐渐发展成为一个包含核心、地幔和地壳的陆地行星。尽管这些类地行星有着类似的形成方式，但每个陆地行星后来的分化过程我们却知之甚少。洞察号的任务是通过测量火星内部构成，了解火星演化并与地球对比，进而探究类地行星演化的异同点。
重力助推
卡西尼号探测器两次飞掠过金星，之后又途经地球、木星，最终到达土星。其6.7年的旅程较之霍曼轉移軌道法所用时间——6年稍长，但是所需的速度增量少了2公里/秒，故体积和质量都较大的卡西尼号能够依靠较少的推进燃料到达土星。赫曼转移轨道法到达土星所需的加速度总值为15.7公里/秒（此处忽略了地球和土星的重力势阱以及大气制动效应），超过了现有飞行器推进系统的推进能力。
土星探測
幾乎在航海家1號抵達土星的一年後，航海家2號也在1981年8月抵達土星進行探測。更多衛星表面的細節被發現，也得知環帶變化的過程。航海家2號使用雷達來探測土星大氣層的溫度與密度，並發現在壓力7,000帕斯卡的地區，溫度為攝氏−203度；而在120,000帕斯卡的地區，溫度為攝氏−130度。北極地區的溫度低10度，雖然這可能是季節性的。不幸的是，航海家2號在探測期間照相機平台發生故障，所以造成一些環帶照片遺失。土星的重力也讓航海家2號可以前往天王星。。
生物氧化物和生命探测
生物氧化物与生命检测任务的设计成本较目前大多数火星任务更低，因为它仅由一艘载有6台探测器的运载工具组成，没有计划配置轨道飞行器。探测器将利用现有火星轨道器进行通信中继。探测器的数量旨在提供一定程度的任务冗余，以防其中一些探测器不能成功着陆或发生故障。 该任务的科学目标是：确定火星土壤中的未知氧化物，这是在海盗号计划之后提出的，并探索火星近表面是否存在现存的生命。与海盗号在火星上寻找全球分布的丰富异养生物不同，该任务将进行更全面的搜寻，包括岩石自养和光养微生物，以及各种生命印迹。 如果该任务被选中并获得拨款，载有着陆探测器的运载工具将被发射到环火星的圆形轨道上。该航天器将配备一枚小型固体火箭，以提供插入进入轨道所需的减速，从而可安全地将探测器释放到火星表面。如果需要满足科学目标，地形导航系统与强大的推进力相结合，可允许精确定位至米级水平。每台探测器的质量为59公斤（130磅），探测仪器小于10公斤（22磅）。每台探测器的着陆系统都使用一具降落伞和一层可压碎的外壳，在隔热罩后面实现“软”着陆。着陆后，尖端的科学仪器将穿透火星表土30厘米（1英尺），该深度足以进行精确的科学测量。着陆探测器将由电池供电，每台着陆探测器任务持续时间预计为10个火星日。 每台探测器上设想的仪器组件包括：
光學重力透鏡實驗
發現的行星如下表所示。在多行星系統內的行星則以黃底標示。傾斜角標示"+"者代表它的軌道面是傾斜的。 注意：對於由重力微透鏡法偵測到的事件，會加上"OGLE" ，如再加上數字代表第幾個觀測期；"BLG"（Galactic BuLGe） 代表在銀河系核球內被偵測到的事件，之後的三個數字代表該時段的重力微透鏡事件發生序號。至於凌日法偵測到的事件則以 "TR"（TRansit）表示，之後的三個數字代表該時段的凌星現象發生序號。
宇宙距离尺度
歷史上，金星凌日的觀測對確定天文單位至關重要；在20世紀前半段，觀測小行星也很重要。目前，地球軌道的高精度測量是使用雷達測量金星和其他接近地球的小行星，還有追蹤在軌道上環繞太陽和在太陽系行星系空間運行的太空船。
行星任务计划办公室
2014年末，太阳系探索计划与“执行优先级行星科学”的行星任务计划办公室一道成立。该计划的第一个任务为“雙小行星改道測試”（DART），是计划于2020年或2021年启动的以双小行星迪迪莫斯为目标的小行星偏转测试。双小行星重定向测试最初为“小行星撞击和偏转评估任务”（AIDA）的组成部分，旨在由欧空局的小行星撞击任务轨道器（AIM）观测其撞击，该轨道器将继续从轨道研究双小行星迪迪莫斯。然而，欧空局部长级理事会借预算问题取消了小行星撞击任务，以便为ExoMars 2020火星车项目提供资金。尽管小行星撞击和偏转评估任务被取消，但美国航天局仍致力于原来的计划，并选择继续执行其中的双星重定向测试部分任务。太阳系探索计划中的另两项木卫二天体生物学任务计划：“欧罗巴快船”计划于20世纪20年代初通过太空发射系统的首次货运飞行发射。欧空局研究木卫二、木卫三和木卫四的木星冰月探测器（JUICE）将使用由 NASA 制造、太阳系探测计划资助的紫外光谱仪（UVS）和粒子环境包（PEP）部分以及探测冰卫星的雷达（RIME）设备 。
系外行星偵測法
以貼近的短週期軌道繞行恆星的巨大行星會發生反射光線的變化，就像月球，會經歷從滿月到新月不斷循環的相位變化。雖然影響很小——需要使用很靈敏的光度計，能夠檢測如同地球大小的行星從太陽的前方穿越（凌日）——像木星大小的行星才能被太空望遠鏡，像是克卜勒太空天文台檢測出來。這種方法可能成為發現大多數行星最實用的方法，因為由軌道相位造成的反射光線變化與行星軌道的傾角幾乎毫無關聯。另一方面，巨大行星的相位函數可能會受到的限制，可能會反應出大氣層中粒子的實際大小和成分的分布。
印度航天
整个“登月”计划将分三个阶段：火星軌道探測器是印度的首個行星際探測任務。印度ISRO是繼俄罗斯RSA、美国NASA、欧洲ESA之後第四個成功進行火星任務的太空機構。
海王星探測
海王星探測是指人類向海王星發射太空探測器對海王星進行探測活動。直到目前為止，人類只對海王星進行過一次探測任務，是由航海家二號（1977年8月20日從卡納維拉爾角發射）在1989年8月25日所進行的。科學界對海王星和它的系統有相當大的興趣：海王星大氣層是太陽系外行星的原型，80%是氫和19%是氦，也存在著微量的甲烷。海衛一是地質運動活躍的天體，目前大多數的理論認為它是一個柯伊伯帶天體（KBO），後來才被海王星所捕獲.。
行星獵人
行星獵人是使用人眼尋找系外行星的公民科學專案之一。它通過讓使用者分析來自NASA克卜勒太空望遠鏡和NASA凌日系外行星巡天衛星的數據來實現這一目標。這個計劃是由領導的團隊在耶魯大學發起 ，作為（公民科學專案）專案的一部分。
OPUS：地球計畫
OPUS：地球計畫是以探索為主軸，藉由探索過程逐步地揭開故事面紗的劇情向遊戲。其中探索又分成兩部分：行星以及太空船內部。 由艾姆操作太空望遠鏡，透過一些線索來尋找系統偵測到的可疑行星，找到行星後進行分析比對，得出與地球的相似度。每顆行星相當於一個小的解謎任務，找到一定數量的行星後會觸發事件或者解鎖新的太空船區域。除此之外，如果在太空船內尋獲一些線索的話，也會出現輔助觀測任務，觀測的對象可能是恆星、星系、超新星殘骸等等。找到天體之後可以為其命名。
群星 (游戏)
游戏开始时，玩家只有领土范围内的一颗行星（即玩家的母星）、一艘工程船、一支由三条护卫舰构成的舰队、一个太空港和一艘科学船。游戏早期的主要任务是探索、殖民，中期则主要是外交和帝国的管理，或是抵抗游戏中期危机的战火（2.0版本后增加了大可汗的设定，使得中期也会有一股较强势力向整个银河宣战）。后期则是达成游戏目标，例如組建联邦、消灭对手、抵抗天灾（虚空恶魔、高维入侵、肃正协议）、征服整個星系。遊戲中的探索可以發現古文明、各種各樣奇異事件、以及發現原始文明（未能发展出超光速航行能力的文明）、甚至未發展文明的原智慧生物。
火星探测
2018年发射的洞察號是一个無人登陸載具，這項任務的目標是將一個裝載有地震儀及熱流偵測器的固定式登陸載具發射到火星表面，研究火星早期的地質演變。
土星探測
先鋒11號是人類首次進行的土星探測任務，它於1979年9月接近土星，並從土星雲層頂端上方20,000公里的地區通過。先鋒11號也拍攝到土星與一些衛星的低解析照片，這些照片不足以分辨出表面的特徵。先鋒11號也研究了土星環，發現F環，也得知環帶中間的黑暗隙縫並非沒有任何物質存在的，當它朝向太陽時會發出光芒。先鋒11號也測出土衛六的表面溫度為250K。
太空地质学研究计划
作为宇航员训练的一部分，美国地质勘探局和美国宇航局的地球科学家在20世纪60年代和70年代初开展了一系列的讲座和实地考察，向宇航员传授地球和月球地质学基础知识。实地考察包括游览大峡谷，以展示随时间发展的地质结构；旗手市洛厄尔天文台、图森基特峰国家天文台和海军天文台弗拉格斯塔夫站（NOFS）；旗手市以东的巴林杰陨石坑；旗手市地区日落火山口火山灰锥及附近的熔岩流。这项训练对于让宇航员掌握观察月球表面情况的技能以及理解并采集样本以供日后返回地球进行研究至关重要。
重力助推
1990年，欧洲空间局发射了尤利西斯号探测器，用以研究太阳的极地地区。由于太阳系中所有行星的轨道基本上都位于黄道面上，所以为了运动至环绕太阳的极轨道上，该探测器必须将其从环地球轨道上继承的30千米/秒的速度降为零，同时获得绕太阳极面运行的轨道速度——但是以现有的航天器推进系统还无法完成该任务。
太阳系的发现和探索
对彗星的首次飞越发生在1985年，当时国际彗星探险者探测器(ICE)飞越了贾可比尼-秦诺彗星，而小行星的第一次飞越是由伽利略号探测器进行的，该探测器在飞往木星途中对小行星加斯普拉(1991年)和艾女星(1993年)进行了成像。
发现计划
但在此之后，有数项任务出现了成本超支，且“慧核之旅”任务在轨道上也遭遇到发动机故障，发现计划陷入困难期。尽管“黎明号”和“开普勒太空望远镜”任务都将成为广受赞誉的成功案例，但它们都没能实现2006年雄心勃勃的发射目标，分别被推延至2007年和2009年发射。“开普勒号”还将继续接受几次任务扩展，而“黎明号”也成功地实现了环灶神星和谷神星绕飞。尽管如此，新任务项目的选择还是变得更缓慢，下一次的选择将比上一次需要更长的时间。但随着新任务的成功，发现计划的形象得到提升，困难开始从聚光灯下消失。此外，随着项目的推进，开发或执行中的任务数也开始增加。 2004年4月16日发布了最初的发现任务招标公告，唯一入选A阶段概念研究的是JASSI方案。这是一项基于新疆界计划中朱诺号项目的木星探测任务，而当时朱诺号正被考虑挑选为第二次新疆界任务的最终方案(最后于2005年选定，并于2011年发射)。在概念研究中，并没考虑对其他投标提案进行概念研究，因此，也没为这次招标选择发现级任务(尽管在2004年选择了机会任务-“月球矿物测绘仪器”作为招标公告的一部分）。
行星地質學
行星地質學包括確定类地行星的內部結構等主題，並且還考察了行星火山活動和表面過程，如撞击坑，河流和風蝕過程。 還研究了巨型行星及其衛星的結構，以及諸如小行星，柯伊伯带和彗星的太陽系的小天體組織。
火星探路者
除了科學目標，火星拓荒者號任務也是各種創新技術的概念証明，像是安全氣囊 —— 間接著陸和自動迴避障礙，這兩項在後續的火星車任務都在採用。相對於其它的無人火星探測器任務，火星拓荒者的低成本也是很顯著的。起初，這個任務只是做為第一個火星環境測量 (Mars Environmental Survey，MESUR ) 計畫。拓荒者號攜帶了三種不同的科學儀器用來調查火星土壤。著陸器在延伸的桿子上裝設了立體照相機與空間性濾鏡，稱為火星拓荒者成像儀 (IMP，Imager for Mars Pathfinder)，和大氣結構儀/氣象學包 (ASI/MET，Atmospheric Structure Instrument/Meteorology Package)，組成一個火星氣象站，收集有關壓力、溫度和風的資料。MET的結構包括安裝在桿上不同高度的三個風向袋，最高的一個高度約為1米 (碼)，而測量到的風通常都來自西方。
火星96
在軌道探測器進入火星軌道之時，登陸探測器已經在火星上軟著陸。兩臺登陸探測器的程序是相同的，均先藉由氣動壓力減速，在距離火星表面19.1公里時開啟降落傘；18.3公里高空則與防熱盾分離。到達火星表面時，下方有安全氣囊的登陸探測器會與降落傘分離。著陸完成後，四片花瓣狀的外罩會打開，並傳送訊後給軌道探測器。 軌道探測器的第一個任務是確認兩臺登陸探測器均傳送成功著陸的訊號。釋放穿透探測器的時間為進入火星軌道環繞7至28天後進行，在穿透探測器釋放之前無法進行其他的科學研究，直到穿透探測器、某先推進部件被移除後方可進行。 兩枚穿透探測器的構造相同、著陸程序也一致。利用旋轉的方式脫離軌道探測器，並觸發固態火箭的啟動，開始朝向火星表面靠近。經過20~22小時後，穿透探測器會與火星表面大氣接觸，此時會啟動剎車裝置，前穿透部與後著陸部分離，如此可以使前穿透部插入更深的火星表面，穿刺進入後，可以透過與後著陸部的連線將訊息回傳給軌道探測器。 約進入火星軌道環繞1個月後，此時已拋棄推進裝置、釋放穿透探測器，正是進入主要科學探測階段。原定軌道探測器至少運作一個地球年，其中環繞軌道會飛越火衛二、但飛掠火衛一的計畫在最終版本未能實現。如過延展計畫付諸實行，多運行的2~3個月環繞週期將減至9小時。
系外行星偵測法
凌日法還可以研究系外行星的大氣層。當行星從恆星的前方橫越時，恆星的光將通過行星上層的大氣層。仔細的研究高解析的恆星光譜，可以檢測出行星大氣層存在的元素。也可以測量星光經過行星的大氣層或被反射造成的偏極化，檢測出行星大氣層（和行星的物質）的成分。
太空探索
太空探索是指以物理手段探索地球以外物体以及探索太空，涉及到的连续演化和成长的航天技术。虽然太空研究主要是由天文学家用望远镜实施的，但是太空的物理勘探是由无人驾驶的机器人探测器和载人航天两者实施的。
发现计划
“发现计划”设立于1990年，旨在落实时任美国宇航局局长丹尼尔·索尔·戈尔丁(Daniel S.Goldin)提出的“更快、更好、更经济”的行星探索任务政策。传统的美国宇航局计划都是先确定任务目标，然后寻找投标者来建造和运行它们。与此不同，发现级任务是通过征集所有科研方案建议，并通过竞争性同行评审来进行选择。选定的任务由一位被称为“首席研究员”(PI)的科学家领导，提案团队可包括来自工业界、小企业、大学或政府实验室等各类人员。
新世界任务
3.行星研究： 在這個階段對個別行星進行詳細研究。藉由低噪音水平和適度的信號，可以研究光譜和光度。光譜學允許科學家對大氣和行星表面進行化學分析，可能為宇宙存在生命提供線索。系統將偵測行星顏色和強度的變化，可以檢測海洋、大陸、極地和雲層。
金星的观察和探索
登陆舱则主要侧重于对云层气溶胶成分和结构的研究，每台都装有紫外吸入式光谱仪、气溶胶粒径分析仪以及收集气溶胶物质并用质谱仪、气相色谱仪和X射线荧光光谱仪进行分析的装置。云层的上两层被发现是硫酸液滴，而下层可能是磷酸溶液。金星的地壳则通过土壤钻探和伽玛能谱仪进行了分析。由于着陆器上没有携带相机，因此没有传回表面图像。它们将是数十年来最后一次登陆金星的探测器。维加飞船将继续飞行9个月后与哈雷彗星会合，为这次任务它携带了另外14台仪器和摄像机。
洞察号火星探测器
洞察号在执行任务期间将探测火星的地震活动，测量来自内部热量的热流率，以此估计火星核心的大小以及核心是液体还是固体，这都将是人类首次获取这类数据。在火星上洞察号预计每年将探测到10-200个流星爆炸气流，这些气流将提供额外的地震声信号，以此进一步探测火星内部。洞察号次要目标是深入研究地质物理学，并分析火星上的构造活动和陨石对火星的撞击影响，从而了解地球上同样过程的影响。洞察号采集的数据同现有数据相比，其地壳厚度，地幔粘度，岩心半径和密度以及地震活动精确度都将提升3倍至10倍。
发现计划
1994年8月，美国宇航局宣布下一次拟议的发现计划任务机会，1994年10月，有28项提案提交给美国宇航局： 1995年2月，月球探勘者，一项月球轨道飞行器任务被选中发射；1995年晚些时候，第四次发现任务的另三项任务被进一步挑选出来：“星尘号”、“聚斯-尤里号”和“金星联合探测器” 。“星尘号”是一项彗星采样返回任务，于1995年11月从其它两项入围提案中脱颖而出。
空间探测器
在行星和行星际探测方面，欧、美、苏联和日本等国发射了多个探测器对太阳系内多个天体及其星际之间进行了探测。其中旅行者1号和旅行者2号已经离开太阳系成为恒星际探测器。
火星探测
火星2号和火星3号是苏联1971年当年发射的另外两枚火星探测器，与宇宙419号的设计几乎完全相同，各由一个环绕火星的轨道器和一个着陆器组成，分别于5月19日和5月28日发射升空。火星2号于11月27日到达火星，成功进入环绕火星轨道，并释放着陆器，但着陆器降落伞未打开而在火星表面坠毁，这是有史以来第一个成功抵达火星的人造物。火星3号于12月2日到达火星，成功进入环绕火星轨道，并释放着陆器，其着陆器成为有史以来第一个成功在火星表面软着陆的探测器，取得了空前的成功，虽然它仅仅在火星上工作了14.5秒，甚至没能发回一张完整的照片就永远与地球失去了通信联系。火星2号和3号的轨道器在火星轨道上工作了近9个月之久，从1971年12月至1972年3月期间发回一个比较大的数据量，传输持续至8月22日。1972年8月22日发回数据和共有60张的照片之后，火星2号和3号结束了使命。这些图像和数据创建了表面地形图，并给出火星引力和磁场的信息。
火星探测漫游者
火星探测漫游者（Mars Exploration Rover, MER）是美国国家航空航天局的2003年火星探测计划。这项计划的主要目的是将勇气号（Spirit, MER-A）和机遇号（Opportunity, MER-B）两辆火星车送往火星，对火星这颗红色行星进行实地考察。火星探测漫游者任务开始于2003年。
发现计划
而就会合-舒梅克号任务而言，该方案的工作小组建议，第一次飞行任务应是前往一颗近地小行星。1991年在审查了一系列仅限于近地小行星飞行任务的提案后，于1993年12月正式选定会合-舒梅克号飞行任务，此后在发射前，进行了为期2年的研制。会合-舒梅克号于1996年2月15日发射升空，并在2000年2月14日抵达了小行星厄洛斯轨道。火星探路者于1996年12月4日发射，1997年7月4日登陆火星，带去了美国宇航局首辆火星探测车-“探路者号”。
行星
由於用天文儀器搜尋太陽系外行星的難度極大，天文學家一般採用間接的方法。下面介紹幾種主要的方法： 天體測量法是搜尋太陽系外行星最古老的方法。這個方法是精確地測量恆星在天空的位置及觀察那个位置如何随着時間的改變而改變。如果恆星有一顆行星，则行星的重力将造成恆星在一條微小的圓形軌道上移動。這樣一來，恆星和行星圍繞著它們共同的质心旋轉。由於恆星的質量比行星大得多，它的運行軌道比行星小得多。
PSR B1257+12 B
PSR B1257+12 的行星命名後綴是加上字母 A 到 D（隨距離母星距離增加編號）。這些行星沒有依照今日太陽系外行星命名規則是因為發現的時間。作為首次被發現且環繞脈衝星的系外行星，這些行星的命名後綴是加上大寫字母 "B" 和 "C"，當第三顆行星在更接近母星的距離被發現時，命名後綴就經常加上 "A"。
火星探测
火星是太阳系八大行星之一，按离太阳由近及远的次序排列为第四颗。在太阳系八大行星之中，火星也是除了金星以外，距离地球最近的行星。大约每隔26个月就会发生一次火星冲日，地球与火星的距离在冲日期间会达到极近值，通常只有不足1亿千米，而在火星发生大衝时，这个距离甚至不足6000万千米。火星冲日意味着这时可以使用较小花费将探测器送往火星，火星探测通常也会利用此天文現象來運作。
土星探測
航海家1號於1980年11月進入土星系統，並首次傳回土星、環帶與衛星的高解析照片。人類也首次見到這些衛星多變化的表面特徵。因為早期的探測發現土衛六擁有濃厚的大氣層，所以噴氣推進實驗室選擇由航海家1號來接近土衛六。這也大幅增加人類對於土衛六大氣層的認識，但也證實它的大氣層是可見光無法穿過的，所以無法研究表面狀況。這次探測也改變航海家1號的軌道，並讓它因此離開太陽系。
行星照
科學家指導NASA從事類地行星探測的計畫，啟動了類地行星發現者(TPF，Terrestrial Planet Finder)任務。 TPF將從行星環繞恆星的軌道上搜尋行星照，以研究是否有生命藏匿在其中。它將使用先進的望遠鏡技術從反射的行星照中來尋找生命的痕跡，包括水、氧氣和甲烷等。
類地行星發現者
2002年5月，NASA選擇了兩個類地行星發現者的概念架構進行更進一步的研究和技術開發。這兩個架構概念不同，但目標都是將行星的母恆星光芒遮蓋，以尋找比目前能搜尋到的體積更小、更暗的系外行星。這樣的技術挑戰就像在遠處的探照燈光束中尋找一隻螢火蟲。該任務的另一個目標可能包含了探測新發現行星的大氣層與表面特徵，並尋找生命存在的化學特徵。2004年5月這兩個架構都獲得批准。2007年1月31日美國眾議院第20號決議通過該案，但同年2月14日美國參議院將該案無限期推遲。
彗星拦截器
在飞越彗星前几周，主探测器（探测器 A）将部署两台携带有辅助仪器并对彗髮取样的小探测器（B1和B2）以进一步抵近目标。三台探测器都将对气体成分、尘埃流、密度、磁场以及等离子体和太阳风相互作用进行取样，以建立彗星周围区域的三维形貌。
天王星探測
目前已有數個探測天王星的任務提案被提出。英國倫敦大學學院穆勒太空科學實驗室（Mullard Space Science Laboratory）的科學家提出了由 NASA 和 ESA 協同進行的天王星探測任務 Uranus Pathfinder。一個預計在2022年發射探測器的中級行星探測任務提案已於2010年12月和120位來自世界各地科學家的簽名送交 ESA。ESA 將中級行星探測任務的預算控制在4.7億歐元以下。
深度撞击号
抵达阶段是交会前60天到前5天的时期。60天是深度撞击号探测器的高解析度相机预期能够探测到彗星的最早时刻。实际上探测器在撞击前69天就已经提前于计划捕捉到彗星了（参见上述巡航阶段）。该里程碑标志着一个密集获取彗星轨道、研究彗星自转、活动和尘埃环境时期的开始。
系外行星偵測法
取而代之的，天文學家通常都訴諸間接的方法來偵測太陽系外的行星。目前，有好幾種間接的方法都取得了成功。
中国探月工程
中国嫦娥工程整体可以分为“探”、“登”、“驻”三大步骤，概称“大三步”（“三部曲”），分别指无人探月、载人登月、长久驻月。其中探月部分便是目前实施的“中国探月工程”，分为“绕”、“落”、“回”三个期段，统称“小三步”（“三步走”）。 中国载人登月工程為“大三步”中的第二步。将根据嫦娥三期工程的进展而逐步推启。在2010年代已傳出若成功立项，将会在2030年代前实现中国航天员登月。不過中国载人登月工程截止2019年，还处于討論研究阶段，未到决策阶段。2021年登月已經確定將會展開，而载人航天工程总设计师周建平在接受专访时表示正在認真推進中，目前工作进行到载人登月方案的深化论证和关键技术攻关的程度。已知几种方案包含两次发射新一代載人運載火箭（一枚发射环月飞船，一枚发射登月舱）或一次发射长征九号运载火箭（环月飞船＋登月舱）。
展望号探测器
任何绕轨道飞行的航天器都对局部引力场敏感，加上太阳的引力场，在较小程度上，还有其他行星的引力场，这些引力扰动会影响到航天器的轨道速度，从中可测定一颗行星的引力场。“展望号”低偏心率、靠近极地和相对低空的轨道提供了获得金星表面各坐标点高分辨率引力场的机会。引力场和地形的分析可提供岩石圈和地壳结构的见解，使我们能够更好地了解金星的地质演化。在缺乏地震数据的情况下，对潮汐变形和行星自身运动的测量提供了探测其内部深层结构(内核的大小和状态)的方法。当“展望号”轨道速度受到扰动时，通过金星产生的重力势能变化(k2潮汐勒夫数)可对它的潮汐变形进行测量。
金星实地探测器
金星的研究对于了解类地行星演化，理解金星和地球如何变的相异，以及弄清行星何时以及是否发展出宜居的环境至关重要。在行星表面，金星实地探险器将工作数小时，获取并描述地表岩芯样本特征，以研究未被极恶劣表面条件所风化的原始岩石样本。此外，该探测器还将测定地表成分和矿物类型并释放一只短寿型气球来测量云层中的风。
星际快车
星际快车 (Interstellar Express) 或星际日光层探测器 (Interstellar Heliosphere Probe) 是中国国家航天局提出的用于探索日光层和星际空间的一对探测器 这些探测器将于 2024 年发射，并沿着不同的轨迹与木星相遇，以帮助它们离开太阳系。第一个探测器“IHP-1”将飞向日球层的前端，而第二个探测器“IHP-2”将在靠近尾部飞行，并于 2038 年 1 月掠过海王星和海卫一 2030 年发射的另一个探测器可能会飞到日球层的北半部。 它们也将分别是第六艘和第七艘离开太阳系的航天器，以及第一个这样做的非美国探测器。
火星殖民
自地球出发，到达火星所需的能量，在各个行星较少，仅次于金星。利用霍曼轉移軌道到达火星大概需要九个月。增加能量、燃油，就能够修改转移轨道，在六到七个月的时间里到达火星。载有无人探测器的火箭就采用了这种方法缩短飛行时间。以目前的科技将飞行时间进一步缩短到六個月以下并不现实，不过，这一目標在未来可借助可变比冲磁等离子体火箭、核热火箭等等技术实现。采用前一种技术，四十天内就能达到火星；采用后一种技术，两个星期内就能达到火星。缩短飞行时间的另一种方法是采用速度不断加快的推进器，如太阳帆和离子推进器。
火星探测漫游者
恒星扫描器（带有备份系统）和太阳传感器使航天器可以通过分析太阳与其他恒星确定空间位置。航天器在5亿千米的旅程中可能偏离方向，因此共计划6次轨道修正和健康程度检测。为确保航天器到达火星上正确的着陆位置，2个轻质铝燃料箱携带了31千克联氨推进剂。巡航导航控制系统通过连续点火和脉冲点火进行三种机动，以确保航天器方向正确： MER航天器使用高频X波段无线电通讯。相对于S波段，X波段可使用小型天线，耗能也较低。导航信号通过低增益天线和中增益天线传送，二者分别安装于巡航级主构架的内环和外环。全向的低增益天线在地球附近使用，到达火星时转用波束较窄的中增益天线。巡航期间，航天器进行自旋稳定，转速为2RPM。天线和太阳能电池阵周期性的指向地球和太阳。
木星探測
木星探測是指人類向木星發射太空探測器對木星進行探測活動。至今已通過用自動化无人航天器進行了密切觀察。但從地球飛往到太阳系中的其他行星具有較高的能量消耗。航天器從地球的軌道到達木星，正如航天器升空首位進入軌道，它幾乎需要同樣多的能量。
中国火星探测任务
中国火星采样返回任务将基于2019年的嫦娥五号月球采样返回任务（实际完成于2020年底）以及2020年7至8月的天问一号火星“绕、落、巡”探测器的成功与否推进研制。计划由轨道器、巡视器、上升器、着陆器、返回舱五个部分组成。结构基于嫦娥五号月球采样返回任务设计。计划于2028年至2030年左右从海南文昌航天发射场发射，翌年抵达火星。轨道器/返回舱与巡视器/上升器/着陆器分离，轨道器/返回舱停留在火星近轨道，而巡视器/上升器/着陆器在火星表面进行推动力软着陆。巡视器（火星车）在火星表面采集岩土样本，存进上升器，上升器再从火星表面发射升空进入火星近轨道，经过变轨后与轨道器/返回舱交会对接，将样本输推进返回舱中，而后上升器脱离轨道器/返回舱。轨道器再次点火，携带返回舱进入火星-地球转移轨道。年后接近地球时，轨道器掉头逆向点火减速，并与返回舱分离，返回舱再入地球大气层，张开降落伞，在中国境内（内蒙古）进行软着陆，带回火星岩土样本。
系外行星偵測法
這是到目前為止最具有成效的行星，它也稱為都卜勒頻譜。這種方法與行星的距離無關，但是需要高精度的高信噪比，因此通常只適用於地球附近距離不超過160光年的恆星。它很容易找到鄰近恆星的大質量行星，但那些軌道距離較遠的行星就需要許多年的觀測，而且行星軌道與地球的視線方向傾斜度越高，所造成的晃動就越小，也就越難篩檢出來。徑向速度法的一個缺點是它只能估計行星的最低質量，但通常這只是真實質量的20%，而且行星的軌道方向越垂直於視線的方向，真實的質量就會越大。
火星科学实验室
巡航段载着火星科学实验室航天器穿越浩瀚的太空将它运送至火星，这次星际飞越在253天内完成了3.52亿英里的路程。巡航级有自己的微型推进系统：八具使用两只钛制油箱中联氨燃料的推进器；它也有自己的电力系统，由太阳能电板和电池组成，以提供持续的电力。到达火星后，航天器停止自旋，一台电缆切割剪将巡航级与气动外壳分离，随后巡航级转移到单独的轨道进入火星大气层。2012年12月，“火星勘测轨道飞行器”发现了巡航段的碎片场。由于硬件的原始尺寸、速度、密度和撞击角已知，它将可提供火星表面撞击过程和大气层特性的信息。
欧罗巴着陆器
飞行的关键阶段是:发射、巡航、轨道脱离、下降和着陆。航天器将由几个模块组成，这些模块将在脱离轨道和着陆过程的不同阶段被丢弃。整个模块组合将由运载平台推进，运载平台也安装有太阳能电池板。进入木星轨道后，飞船将约运行两年时间来调整轨道和速度，然后尝试登陆木卫二。
群星 (游戏)
在游戏开始后，玩家的主要任务是探索周围的星系，探索并勘测完成的星系才可以进行占领、殖民，同时，玩家在探索过程中可能会遇到随机的意外事件，与其他星际文明相遇，或遇到罕见的太空生物与史前遗迹。
系外行星偵測法
未來，使用在太空的天文台，像是NASA的太空干涉測量任務，或許可以經由天體測量發現大量過去未能確認的新行星，但目前它依然被認為不是檢測行星的好方法。
觅音计划
实施基础研究与关键技术攻关 科学先期探索与在轨验证 任务实施与在轨运行 实现在日地平动点轨道部署一组探测器，通过编队飞行与合成孔径光学干涉技术，组成空间分布式合成孔径阵列望远镜，针对特定目标实现等效300米口径衍射极限空间分辨率，在8至12微米波长的中红外波段对太阳系近邻行星系统及其它天文目标开展成像与光谱探测。
土卫六－土星系统任务
在2029年10月抵達土星之後，軌道載具的化學推進系統將讓飛行器進入環繞土星漫遊的階段，特點是布署元素就位，在繞行土星兩年的階段，至少近距離的飛越恩塞拉都斯7次和土卫六16次。在這個階段，多次的衛星重力助推和部署，可以減少進入土卫六軌道所需要的能源。在完成飛越恩塞拉都斯之後，軌道載具將分析這顆衛星南極不尋常的冰火山卷流。
月球與行星實驗室
月球和行星實驗室參與了幾乎所有的行星探測器任務。以下是一些主要參與的任務：月球與行星實驗室進行太空監視計畫。該計畫負責找出近地小行星。行星大氣層項目以掩星的方式測定不同行星大氣層成分；當恆星被行星遮蔽時，可經由觀測該恆星光譜測定行星大氣成份。與卡特林那巡天系统（Catalina Sky Survey）共同研究水星。以跨學科的科學，例如以理論天文物理和太空物理研究暗物質。
太陽系探測器列表
在人類登陸月球之前，美國、蘇聯雙方發射許多探測器到月球、金星、火星。此時每年發射探測器的數量不斷上升。到了1969年，美國的阿波羅11號成功將人類送上月球，將太陽系的探測推向了高峰。登陸月球過後，蘇聯發射的探測器數量略為下降，直到蘇聯解體後，僅在1996年發射火星96的探測器，而且是採用與弗伯斯系列相似的骨架；反之美國則開始進行一系列距離地球更遠的探測，但到了1970年代末期，美國將經費編列至太空梭上，所以1970年代末期~1980年代末期美國也未進行任何太陽系探測器的發射；到了1980年代，由於哈雷彗星來訪，日本、歐洲也加入探測太陽系的行列，到了21世紀，中國、印度也加入進行了月球、火星等遙遠天體探測的工作。
火星侦察轨道器
在到達火星之前，火星偵察軌道器在行星間航行了七個半月，而在這段期間內NASA對其所搭載的科學儀器與預計進行的實驗進行了多項測試與校正工作；同時在這段期間內，為了確保火星偵察軌道器可以正確進入繞行火星的軌道，原本預計進行四次軌道修正，但最後僅實施三次軌道修正，科學家認為不需要進行第四次修正；同時，原本被視為緊急應變方案的第五次軌道修正最後也沒有實施。2006年3月24日，美國太空總署下属的喷气推进实验室公布了火星偵察軌道器发回的火星表面第一批由CTX與MCI所拍攝的高清晰照片。这次拍摄尽管以校准相机为目的，却证明了飞船的探测能力。
海王星探測
美國太空總署正在研究兩種可能的探測任務：人造環繞衛星（預計會在2040年之後才進行）及飛掠任務（探測完成後，將可以造訪兩個或三個柯伊伯帶天體，可以在2019年發射）.。
金星的观察和探索
按目标难度递增顺序列出：飞越、撞击、环轨绕飞、着陆(软着陆)、漫游车、样本取回。
次世代凌星巡天
次世代凌星巡天的搜尋是為了填補體積在與地球相當和氣體巨行星之間行星發現數量的不足。目前其他地面系外行星巡天大多只能以凌日法發現體積至少要與木星相當的系外行星。克卜勒太空望遠鏡發現的體積與地球相當行星大多距離母恆星過遠或母恆星亮度過低，無法以都卜勒光譜學方式觀測恆星受行星影響產生的位移。次世代凌星巡天更大的視野可偵測到更多恆星旁的系外行星。行星詳細狀態的後續確認可使用更精密的儀器，例如高精度徑向速度行星搜索器、（ESPRESSO）與（VLT-SPHERE），並將以量測母恆星受行星重力影響的徑像速度量測行星的質量，並且使無論氣體或岩石組成的行星密度測定成為可能。
火星探测
1971年苏联向火星发射了三枚探测器。第一枚探测器于5月10日发射，包括一个轨道器和一个着陆器，尝试在火星表面着陆，但实际上它仅仅到达了环绕地球轨道。按照计划，探测器应该在地球轨道上停留1.5小时，然后点火向火星进发，但是由于失误，它的计时器要等上1.5年向火箭发出这个点火指令，这枚探测器后来被称为宇宙419号，因为苏联事后否认这枚探测器将要前往火星。
尤利西斯号
尤利西斯号探测器目标之一是探测太阳的极区，其轨道与黄道面成几乎垂直的倾角。为了到达这样一条轨道上，探测器首先于1992年2月8日接近木星，借助木星的引力调整到太阳极轨上，开始向太阳的高纬度地区飞行。1994年6月26日，尤利西斯号第一次接近太阳南极，并于同年9月13日到达太阳南纬最高点80.2度。1995年3月到达距离太阳1.93亿公里的近日点，同年6月19日第一次通过太阳北极。1994年-1995年太阳正处于第22活动周期的宁静期。1996年5月1日，尤利西斯号穿越了百武彗星的尾巴，分析了它的化学成分，发现其尾巴的长度至少有3.8天文单位。2000年11月27日，尤利西斯再次通过太阳南极地区，2001年9月到12月通过北极地区。当时太阳正处于第23活动周期的高峰时期，尤利西斯号对其进行了大量的观测。2004 穿越另一顆彗星 C/1999 T1 ， 2007年2月7日，尤利西斯号探测器第三次通过了太阳南极地区，2007 越了第三顆彗星 C/2006 P1 (McNaught) 的尾巴 。
系外行星大气红外遥感大调查
爱丽儿号将观测1000颗环绕遥远恒星运行的行星，并对系外行星大气的化学性质进行首次大范围的调查。目的是解答有关行星系统形成和演化的基本问题。一台光谱仪将分析行星反射光的光谱，并测定大气中气体的化学指纹，使科学家们能够了解行星的化学性质与所形成环境间的关系，以及宿主恒星对它们形成和演化中产生的影响。
中国火星探测任务
萤火系列計劃原计划分四個階段：
深度撞击号
“巡航阶段”在2005年3月25日试运行阶段结束后马上开始，此阶段持续了60天直到靠近坦普尔1号彗星。4月25日，探测器在6400万千米之外获取到彗星的第一张照片。
无人深空
行星有不同的大小，亦有可能是某個巨大型行星的衛星（類似月球那樣環繞著特定行星），而衛星通常都要來的普通行星小非常多。玩家可以在太空時透過掃描得知前方的行星是由什麼礦物質組成，並分析其行星環境，如：毒氣行星、過盛行星。
肯尼迪航天中心
登月计划共分三个阶段：水星计划、双子座计划和阿波罗计划。水星计划的目标是将人送上地球轨道后再将他们接回来。这个计划于1957年10月开始，使用的是大力神火箭，运载的是水星负荷。一开始的试验使用的是红石火箭，它们将宇航员送到亚轨道飞行，其中包括1961年5月5日艾伦·谢泼德和7月21日维吉尔·格里森的15分钟的的飞行。第一位被大力神运载的宇航员是约翰·格伦，他的飞行是在1962年2月20日进行的。
新地探險
新地探險（），正式名稱英國南極地區考察（），是在1910年與1913年之間一場前往南極洲的考察活動。該考察由羅伯特·史考特率領並訂有多重科學及地理研究目標。史考特希望延續1901至04年間的探险行動中他在南極地區開始的科學工作；同時，他也希望率先抵達地理上的南極點。他與四位同伴在1912年1月18日抵達南極點，並發現阿蒙森南極探險隊在34天前先抵達當地。史考特一行於回程途中全部罹難；其中一些人的遺體、日記及照片被一個搜救隊在8個月後尋獲。
國際紫外線探測衛星
IUE 任務的首60日被指定為調試期，並分為三個階段。首先，當儀器一開啟就馬上觀測一小部分高優先的目標天體以確認在早期的失效狀態中獲得一些資料。首個光譜資料來自大熊座恆星瑤光，它是在發射後3日為了校正而觀測獲得的。第一批科學觀測目標天體包含了月球以及火星到天王星等各行星、海山二等高溫恆星、天苑四等低溫恆星、黑洞候選者天鵝座X-1、以及M81和M87等星系。