Exploration of Io
ગુરુના સૌથી અંદરના ગેલિલીયન અને ત્રીજા સૌથી મોટા ચંદ્ર આયોની શોધ 1610 માં તેની શોધ સાથે શરૂ થઈ હતી અને આજે પણ પૃથ્વી આધારિત અવલોકનો અને ગુરુ પ્રણાલીમાં અવકાશયાનની મુલાકાતો સાથે ચાલુ છે. ઈટાલિયન ખગોળશાસ્ત્રી ગેલિલિયો ગેલિલીએ 8 જાન્યુઆરી, 1610ના રોજ આઇઓનું નિરીક્ષણ નોંધાવનાર પ્રથમ વ્યક્તિ હતા, જોકે સિમોન મારિયસે પણ લગભગ તે જ સમયે આઇઓનું નિરીક્ષણ કર્યું હશે. 17મી સદી દરમિયાન, આઇઓ અને અન્ય ગેલિલીયન ઉપગ્રહોના અવલોકનોએ નકશા નિર્માતાઓ અને સર્વેક્ષકો દ્વારા રેખાંશને માપવામાં મદદ કરી, કેપ્લરના ગ્રહોની ગતિના ત્રીજા નિયમની માન્યતા સાથે અને પ્રકાશની ગતિના માપન સાથે. ખગોળશાસ્ત્રી જીઓવાન્ની કેસિની અને અન્ય લોકો દ્વારા ઉત્પાદિત ઇફેમેરાઇડ્સના આધારે, પિયર-સિમોન લેપલેસે ગુરુના ત્રણ ચંદ્ર, આઇઓ, યુરોપા અને ગેનીમેડની પ્રતિધ્વનિત ભ્રમણકક્ષાઓને સમજાવવા માટે એક ગાણિતિક સિદ્ધાંત બનાવ્યો. આ પડઘો પાછળથી આ ચંદ્રના ભૂસ્તરશાસ્ત્ર પર ઊંડી અસર કરતો હોવાનું જાણવા મળ્યું હતું. 19મી અને 20મી સદીના અંતમાં સુધારેલી ટેલિસ્કોપ ટેકનોલોજીએ ખગોળશાસ્ત્રીઓને આઇઓ પર મોટા પાયે સપાટીની લાક્ષણિકતાઓને ઉકેલવા તેમજ તેના વ્યાસ અને દળનો અંદાજ કાઢવાની મંજૂરી આપી હતી. 1950 અને 1960ના દાયકામાં માનવરહિત અવકાશ ઉડાનના આગમનથી આયોને નજીકથી અવલોકન કરવાની તક મળી. 1960ના દાયકામાં ગુરુના ચુંબકીય ક્ષેત્ર પર ચંદ્રની અસરની શોધ થઈ હતી. 1973 અને 1974માં પાયોનિયર 10 અને 11 નામના બે પાયોનિયર પ્રોબ્સના ફ્લાયબાઈએ આયોના દળ અને કદનું પ્રથમ સચોટ માપન પૂરું પાડ્યું હતું. પાયોનિયર્સની માહિતીએ આઇઓ નજીક કિરણોત્સર્ગનો તીવ્ર પટ્ટો પણ જાહેર કર્યો અને વાતાવરણની હાજરી સૂચવી. 1979માં, બે વોયેજર અવકાશયાને ગુરુ પ્રણાલીમાંથી ઉડાન ભરી હતી. વોયેજર 1 એ માર્ચ 1979 માં તેની અથડામણ દરમિયાન, પ્રથમ વખત આઇઓ પર સક્રિય જ્વાળામુખીનું નિરીક્ષણ કર્યું હતું અને તેની સપાટીને ખૂબ વિગતવાર મેપ કરી હતી, ખાસ કરીને ગુરુની સામેની બાજુ. વોયેજર્સે પ્રથમ વખત આઇઓ પ્લાઝ્મા ટોરસ અને આઇઓના સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ () વાતાવરણનું નિરીક્ષણ કર્યું હતું. નાસાએ 1989માં ગેલિલિયો અવકાશયાન લોન્ચ કર્યું હતું, જે ડિસેમ્બર 1995માં ગુરુની ભ્રમણકક્ષામાં પ્રવેશ્યું હતું. ગેલિલિયોએ ગ્રહ અને તેના ઉપગ્રહો બંનેના વિગતવાર અભ્યાસની મંજૂરી આપી હતી, જેમાં 1999ના અંતમાં અને 2002ની શરૂઆતમાં આઇઓની છ ફ્લાયબાઈનો સમાવેશ થાય છે, જેણે આઇઓની સપાટીની ઉચ્ચ-રીઝોલ્યુશન છબીઓ અને સ્પેક્ટ્રા પ્રદાન કરી હતી, જે આઇઓ પર ઉચ્ચ-તાપમાન સિલિકેટ જ્વાળામુખીની હાજરીની પુષ્ટિ કરે છે. ગેલિલિયો દ્વારા દૂરના અવલોકનોએ ગ્રહોના વૈજ્ઞાનિકોને ચંદ્રના સક્રિય જ્વાળામુખીના પરિણામે સપાટી પરના ફેરફારોનો અભ્યાસ કરવાની મંજૂરી આપી. 2016 માં, જૂનો ગુરુ પર પહોંચ્યો, અને જ્યારે આ મિશન ગુરુના વાતાવરણ અને આંતરિક ભાગનો અભ્યાસ કરવા માટે તૈયાર કરવામાં આવ્યું હતું, ત્યારે તેણે તેના દૃશ્યમાન-પ્રકાશ ટેલિસ્કોપ, જુનોકેમ અને તેના નજીકના ઇન્ફ્રારેડ સ્પેક્ટ્રોમીટર અને ઇમેજર, જીરામનો ઉપયોગ કરીને આઇઓના ઘણા દૂરના અવલોકનો કર્યા છે. નાસા અને યુરોપિયન સ્પેસ એજન્સી (ઇ. એસ. એ.) એ 2020ના દાયકામાં ગુરુ પ્રણાલીમાં પાછા ફરવાની યોજના બનાવી છે. ઇએસએ 2022માં ગેનીમેડ, યુરોપા અને કેલિસ્ટોનું અન્વેષણ કરવા માટે જ્યુપિટર આઈસ મૂન એક્સપ્લોરર (જેયુઆઇસીઇ) લોન્ચ કરવાની યોજના ધરાવે છે, જ્યારે નાસા 2025માં યુરોપા ક્લિપર લોન્ચ કરશે. બંને 2020 ના દાયકાના અંતમાં અને 2030 ના દાયકાની શરૂઆતમાં ગુરુ પ્રણાલીમાં પહોંચશે અને આયોના દૂરના અવલોકનો પ્રાપ્ત કરવામાં સક્ષમ હોવા જોઈએ. પ્રસ્તાવિત નાસા ડિસ્કવરી મિશન આઇઓ વોલ્કેનો ઓબ્ઝર્વર, જે હાલમાં પસંદ કરવા માટેની સ્પર્ધાત્મક પ્રક્રિયામાંથી પસાર થઈ રહ્યું છે, તે તેના પ્રાથમિક મિશન તરીકે આઇઓનું અન્વેષણ કરશે. આ દરમિયાન, હબલ સ્પેસ ટેલિસ્કોપ તેમજ પૃથ્વી આધારિત ખગોળશાસ્ત્રીઓ દ્વારા કેક અને યુરોપિયન સધર્ન ઓબ્ઝર્વેટરી જેવા સુધારેલા ટેલિસ્કોપનો ઉપયોગ કરીને આઇઓનું નિરીક્ષણ કરવાનું ચાલુ છે. શોધઃ 1610 આઇઓનું પ્રથમ નોંધાયેલ નિરીક્ષણ ટસ્કન ખગોળશાસ્ત્રી ગેલિલિયો ગેલિલી દ્વારા 7 જાન્યુઆરી, 1610ના રોજ વેનિસ પ્રજાસત્તાકમાં પાદુઆ યુનિવર્સિટી ખાતે 20x-પાવર, રીફ્રેક્ટિંગ ટેલિસ્કોપનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવ્યું હતું. આ શોધ એક વર્ષ અગાઉ નેધરલેન્ડ્સમાં ટેલિસ્કોપની શોધ અને નવા સાધનના વિસ્તૃતીકરણમાં સુધારો કરવા માટે ગેલિલિયોની નવીનતાઓ દ્વારા શક્ય બની હતી. 7 જાન્યુઆરીની સાંજે ગુરુના નિરીક્ષણ દરમિયાન, ગેલિલિયોએ ગુરુની પૂર્વમાં બે તારાઓ અને પશ્ચિમમાં એક તારો જોયો. ગુરુ અને આ ત્રણ તારાઓ ગ્રહણની સમાંતર રેખામાં દેખાતા હતા. ગુરુથી પૂર્વમાં સૌથી દૂરનો તારો કેલિસ્ટો હોવાનું બહાર આવ્યું છે જ્યારે ગુરુની પશ્ચિમમાંનો તારો ગેનીમેડ હતો. ત્રીજો તારો, ગુરુની પૂર્વની સૌથી નજીકનો તારો, ગેલિલિયોના ટેલિસ્કોપ તરીકે આઇઓ અને યુરોપાના પ્રકાશનું સંયોજન હતું, જ્યારે તેમના સમયથી ટેલિસ્કોપ માટે ઉચ્ચ વિસ્તૃતીકરણ હતું, તે બે ચંદ્રને અલગ કરવા માટે ખૂબ ઓછી શક્તિ ધરાવતો હતો. ગેલિલિયોએ બીજી સાંજે, 8 જાન્યુઆરી, 1610ના રોજ ગુરુનું નિરીક્ષણ કર્યું હતું, આ વખતે ગુરુની પશ્ચિમમાં ત્રણ તારાઓ જોયા હતા, જે સૂચવે છે કે ગુરુ ત્રણ તારાઓની પશ્ચિમ તરફ આગળ વધ્યો હતો. આ નિરીક્ષણ દરમિયાન, ગુરુની પશ્ચિમ તરફની રેખામાં ત્રણ તારાઓ હતા (પૂર્વથી પશ્ચિમ તરફ): આઇઓ, યુરોપા અને ગેનીમેડ. આ પ્રથમ વખત હતું કે આઇઓ અને યુરોપાનું અવલોકન કરવામાં આવ્યું હતું અને પ્રકાશના અલગ બિંદુઓ તરીકે નોંધવામાં આવ્યું હતું તેથી આ તારીખ, 8 જાન્યુઆરી, 1610 નો ઉપયોગ આંતરરાષ્ટ્રીય ખગોળશાસ્ત્રીય સંઘ દ્વારા બે ચંદ્રની શોધ તારીખ તરીકે કરવામાં આવે છે. ગેલિલિયોએ આગામી દોઢ મહિના સુધી ગુરુ પ્રણાલીનું નિરીક્ષણ કરવાનું ચાલુ રાખ્યું. 13 જાન્યુઆરીના રોજ, ગેલિલિયોએ એક જ નિરીક્ષણમાં પ્રથમ વખત ગુરુના ગેલિલીયન ચંદ્ર તરીકે ઓળખાતા ચારેયનું નિરીક્ષણ કર્યું હતું, જોકે તેમણે અગાઉના દિવસોમાં વિવિધ સમયે ચારેયનું નિરીક્ષણ કર્યું હતું. 15 જાન્યુઆરીના રોજ, તેમણે આઇઓ સહિત આમાંથી ત્રણ ઉપગ્રહોની ગતિનું નિરીક્ષણ કર્યું અને નિષ્કર્ષ પર આવ્યા કે આ પદાર્થો પૃષ્ઠભૂમિ તારાઓ ન હતા, પરંતુ હકીકતમાં, "ગુરુની આસપાસ ફરતા આકાશમાં ત્રણ તારાઓ હતા, જેમ કે શુક્ર અને બુધ સૂર્યની આસપાસ ફરતા હતા". પૃથ્વી સિવાયના અન્ય ગ્રહના શોધાયેલા આ પ્રથમ ચંદ્ર હતા. આયો અને ગુરુના અન્ય ગેલિલીયન ઉપગ્રહોની શોધ માર્ચ 1610માં ગેલિલિયોના સિડેરિયસ નુન્સિયસમાં પ્રકાશિત થઈ હતી. જ્યારે તેમણે જે જોવિયન ચંદ્રની શોધ કરી હતી તે પાછળથી ગેલિલીયન ઉપગ્રહો તરીકે ઓળખાતા હતા, ત્યારે તેમણે પોતાના નવા આશ્રયદાતાઓ, તેમના મૂળ ફ્લોરેન્સના ડી 'મેડિસી પરિવારના નામ પરથી મેડિસીયા સિડેરા (મેડિસીયન સ્ટાર્સ) નામનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો હતો. શરૂઆતમાં, તેમણે પરિવારના વડા, કોસિમો II ડી 'મેડિસીના નામ પરથી કોસ્મિકા સિડેરા (કોસ્મિક સ્ટાર્સ) નામનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો હતો, જો કે કોસિમો અને ગેલિલિયો બંનેએ સમગ્ર પરિવારને સન્માન આપવા માટે ફેરફાર કરવાનો નિર્ણય લીધો હતો. જો કે, ગેલિલિયોએ ચાર ચંદ્રમાંથી દરેકને આંકડાકીય પ્રણાલીની બહાર વ્યક્તિગત રીતે નામ આપ્યું ન હતું જેમાં આયોને ગુરુ પ્રથમ તરીકે ઓળખવામાં આવ્યો હતો. ડિસેમ્બર 1610 સુધીમાં, સિડેરિયસ નુન્સિયસના પ્રકાશનને કારણે, ગેલિલિયોની શોધના સમાચાર સમગ્ર યુરોપમાં ફેલાઈ ગયા હતા. ગેલિલિયો જેવા ઉચ્ચ-શક્તિવાળા ટેલીસ્કોપ વધુ ઉપલબ્ધ થતાં, અન્ય ખગોળશાસ્ત્રીઓ, જેમ કે ઇંગ્લેન્ડમાં થોમસ હેરિયટ, ફ્રાન્સમાં નિકોલસ-ક્લાઉડ ફેબ્રી ડી પિયરેસ્ક અને જોસેફ ગૌલ્ટિયર ડી લા વેલેટ્ટ, બાવેરિયામાં જોહાન્સ કેપ્લર અને રોમમાં ક્રિસ્ટોફર ક્લેવિયસ, 1610-1611 ના પાનખર અને શિયાળા દરમિયાન આઇઓ અને અન્ય મેડિસિયન સ્ટાર્સનું નિરીક્ષણ કરવામાં સક્ષમ હતા. 1614માં પ્રકાશિત થયેલા તેમના પુસ્તક મુંડસ ઇઓવિયાલિસ (ગુરુની દુનિયા) માં, બ્રાન્ડેનબર્ગ-એન્સબાચના માર્ગ્રેવ્સના દરબારી ખગોળશાસ્ત્રી સિમોન મારિયસે, ગેલિલિયોની શોધના એક અઠવાડિયા પહેલા, 1609માં આયો અને ગુરુના અન્ય ચંદ્રની શોધ કરી હોવાનો દાવો કર્યો હતો. મારિયસ અનુસાર, તેણે નવેમ્બર 1609ના અંતમાં ગુરુ પ્રણાલીનું નિરીક્ષણ કરવાનું શરૂ કર્યું હતું. તેમણે ડિસેમ્બર 1609 સુધી ગુરુના ચંદ્રોનું નિરીક્ષણ કરવાનું ચાલુ રાખ્યું હતું, પરંતુ 29 ડિસેમ્બર, 1609 સુધી તેમના અવલોકનો નોંધ્યા નહોતા, જ્યારે તેઓ એવા નિષ્કર્ષ પર આવ્યા હતા કે "આ તારાઓ ગુરુની આસપાસ ફર્યા હતા, જેમ પાંચ સૌર ગ્રહો, બુધ, શુક્ર, મંગળ, ગુરુ અને શનિ સૂર્યની આસપાસ ફરે છે". જો કે, મારિયસના અવલોકનો જુલિયન કેલેન્ડર પર આધારિત હતા, જે ગેલિલિયો દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતા ગ્રેગોરિયન કેલેન્ડરથી 10 દિવસ પાછળ હતા. તેથી મારિયસનું 29 ડિસેમ્બર, 1609નું પ્રથમ નોંધાયેલું નિરીક્ષણ 8 જાન્યુઆરી, 1610ના રોજ ગેલિલિયોના ગુરુ પ્રણાલીના બીજા નિરીક્ષણને સમકક્ષ છે. ગેલિલિયોએ આ દાવા પર શંકા વ્યક્ત કરી અને મારિયસના કાર્યને સાહિત્યચોરી તરીકે ફગાવી દીધું. ગેલિલિયોએ મારિયસ પહેલાં તેમનું કાર્ય પ્રકાશિત કર્યું હતું અને તેમનું પ્રથમ નોંધાયેલ નિરીક્ષણ મારિયસના એક દિવસ પહેલા આવ્યું હતું તે જોતાં, ગેલિલિયોને આ શોધનો શ્રેય આપવામાં આવે છે. આમ છતાં, તે ગુરુના ચંદ્ર માટે મારિયસની નામકરણ યોજનાઓમાંની એક છે જેનો આજે નિયમિતપણે ઉપયોગ થાય છે. ઓક્ટોબર 1613માં જોહાન્સ કેપ્લરના સૂચનના આધારે, તેમણે પ્રસ્તાવ મૂક્યો હતો કે દરેક ચંદ્રને ગ્રીક પૌરાણિક ઝિયસ અથવા તેના રોમન સમકક્ષ, ગુરુના પ્રેમીઓના આધારે તેનું પોતાનું નામ આપવામાં આવ્યું હતું. તેમણે ગુરુના સૌથી અંદરના મોટા ચંદ્રનું નામ ગ્રીક પૌરાણિક આકૃતિ આઇઓ પરથી રાખ્યું હતું. આઇઓ એક સાધન તરીકેઃ 1610-1809 આગામી અઢાર સદીઓ સુધી, ઉપગ્રહના નાના કદ અને અંતરને કારણે, આઇઓ ખગોળશાસ્ત્રીઓના ટેલીસ્કોપમાં એક લક્ષણવિહીન, પ્રકાશનું પાંચમું પરિમાણ બિંદુ રહ્યું. તેથી, અન્ય ગેલિલીયન ઉપગ્રહોની સાથે તેના ભ્રમણકક્ષાના સમયગાળાનું નિર્ધારણ ખગોળશાસ્ત્રીઓ માટે પ્રારંભિક ધ્યાન કેન્દ્રિત હતું. જૂન 1611 સુધીમાં, ગેલિલિયોએ પોતે નક્કી કર્યું હતું કે આઇઓનો ભ્રમણકક્ષા સમયગાળો 42.5 કલાક લાંબો હતો, જે આધુનિક અંદાજ કરતાં માત્ર 2.5 મિનિટ લાંબો હતો. મુંડસ ઇઓવાલિસમાં પ્રકાશિત માહિતીમાં સિમોન મારિયસનો અંદાજ માત્ર એક મિનિટ લાંબો હતો. આઇઓ અને અન્ય જોવિયન ઉપગ્રહો માટે પેદા થયેલા ભ્રમણકક્ષા સમયગાળાઓએ કેપ્લરના ગ્રહોની ગતિના ત્રીજા નિયમ માટે વધારાની માન્યતા પૂરી પાડી. આઇઓ અને અન્ય ગેલિલીયન ચંદ્રના ભ્રમણકક્ષાના સમયગાળાના આ અંદાજો પરથી, ખગોળશાસ્ત્રીઓએ ગુરુના સંદર્ભમાં દરેક ચંદ્રની સ્થિતિની આગાહી કરતા અલ્પકાલિક કોષ્ટકો બનાવવાની આશા રાખી હતી, તેમજ જ્યારે દરેક ચંદ્ર ગુરુના ચહેરાને પાર કરશે અથવા તેના દ્વારા ગ્રહણ કરશે. આવી આગાહીઓનો એક ફાયદો, ખાસ કરીને ગુરુ દ્વારા ઉપગ્રહોના ગ્રહણોનો, કારણ કે તે ઓછી નિરીક્ષક ભૂલને આધીન હતા, તે મુખ્ય મેરિડીયનના સંદર્ભમાં પૃથ્વી પર નિરીક્ષકનું રેખાંશ નક્કી કરવાનું હશે. જોવિયન ઉપગ્રહના ગ્રહણનું નિરીક્ષણ કરીને, નિરીક્ષક અલ્પકાલિક કોષ્ટકમાં ગ્રહણને જોઈને મુખ્ય મેરિડીયન પર વર્તમાન સમય નક્કી કરી શકે છે. આઇઓ આ હેતુ માટે ખાસ કરીને ઉપયોગી હતું કારણ કે તેનો ટૂંકો ભ્રમણકક્ષા સમયગાળો અને ગુરુની નજીકનું અંતર ગ્રહણને વધુ વારંવાર અને ગુરુના અક્ષીય ઝુકાવથી ઓછું પ્રભાવિત કરે છે. મુખ્ય મેરિડીયન અને સ્થાનિક સમયનો સમય જાણીને, નિરીક્ષકના રેખાંશની ગણતરી કરી શકાય છે. ગેલિલિયોએ ગ્રહણના સમયનો ઉપયોગ કરીને સમુદ્રમાં રેખાંશને માપવા માટે એક પ્રણાલી બનાવવા માટે સ્પેન અને પછી નેધરલેન્ડ સાથે વાટાઘાટો કર્યા પછી જોવિયન ઉપગ્રહોની સ્થિતિ અને ગ્રહણના સમયની આગાહી કરતું કોષ્ટક બનાવવાનો પ્રયાસ કર્યો હતો. જો કે, તેઓ ઉપયોગી થવા માટે પૂરતા સમય પહેલા ક્યારેય સચોટ આગાહીઓ કરી શક્યા ન હતા, તેથી તેમણે ક્યારેય તેમના કોષ્ટકો પ્રકાશિત કર્યા ન હતા. આનાથી સિમોન મારિયસ દ્વારા 1654માં મુંડસ ઇઓવિયાલિસ અને જીઓવાન્ની બટ્ટિસ્ટા હોડિર્નામાં પ્રકાશિત કોષ્ટકો ઉપલબ્ધ સૌથી સચોટ અલ્પકાલિક કોષ્ટકો તરીકે રહી ગયા, તેમ છતાં તેઓ પણ પૂરતી ચોકસાઈ સાથે ચંદ્રની સ્થિતિની આગાહી કરવામાં અસમર્થ હતા. જીઓવાન્ની કેસિનીએ અગાઉના 16 વર્ષના તેમના નિરીક્ષણોનો ઉપયોગ કરીને 1668માં વધુ સચોટ અલ્પકાલિક કોષ્ટક પ્રકાશિત કર્યું હતું. આ કોષ્ટકનો ઉપયોગ કરીને, કેસિનીએ દેશભરમાં વિવિધ સ્થળોએ જોવિયન ઉપગ્રહોના ગ્રહણોનું નિરીક્ષણ કરીને ફ્રાન્સનો વધુ સચોટ નકશો બનાવ્યો. આ દર્શાવે છે કે અગાઉના નકશામાં કેટલાક કિનારાઓને તેઓ ખરેખર કરતા વધુ દૂર વિસ્તરેલા દર્શાવવામાં આવ્યા હતા, જેના કારણે ફ્રાન્સનો સ્પષ્ટ વિસ્તાર સંકોચાઈ ગયો હતો અને રાજા લુઇસ ચૌદમાએ ટિપ્પણી કરી હતી કે "તેઓ તેમના ખગોળશાસ્ત્રીઓને તેમના દુશ્મનો કરતાં વધુ પ્રદેશ ગુમાવી રહ્યા હતા". જોવિયન ચંદ્રના ગ્રહણ સમયનો ઉપયોગ મેસન-ડિક્સન રેખાના સર્વેક્ષણ અને ભૌગોલિક માપન જેવા કાર્યો માટે બીજા સો વર્ષ સુધી રેખાંશ નક્કી કરવા માટે થતો રહેશે. દરિયાઈ નેવિગેશન માટે આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરવાના પ્રયાસો કરવામાં આવ્યા હતા, પરંતુ જહાજના ફરતા તૂતક પરથી પૂરતી ચોકસાઈ સાથે જરૂરી અવલોકનો કરવા અશક્ય સાબિત થયા હતા; 18મી સદીના મધ્યમાં દરિયાઈ કાલમાપકની શોધ ન થઈ ત્યાં સુધી દરિયામાં રેખાંશ નક્કી કરવાનું વ્યવહારુ બન્યું ન હતું. 17મી અને 18મી સદી દરમિયાન ખગોળશાસ્ત્રીઓએ જોવિયન પ્રણાલી અને પ્રકાશની પ્રકૃતિને વધુ સારી રીતે સમજવા માટે કેસિની દ્વારા પેદા કરવામાં આવેલા અલ્પકાલિક કોષ્ટકોનો ઉપયોગ કર્યો હતો. 1675માં, ડેનિશ ખગોળશાસ્ત્રી ઓલે રોમરે શોધી કાઢ્યું હતું કે આયો માટે અવલોકન કરેલ ગ્રહણનો સમય આગાહી કરતાં વહેલો હતો જ્યારે ગુરુ પૃથ્વીની સૌથી નજીક હતો અને જ્યારે ગુરુ સંયોજનમાં પૃથ્વીથી સૌથી દૂર હતો ત્યારે આગાહી કરતાં મોડું હતું. તેમણે નક્કી કર્યું કે આ વિસંગતતાઓ મર્યાદિત ગતિ ધરાવતા પ્રકાશને કારણે હતી. ઓલે રોમરે તેમના તારણો ક્યારેય પ્રકાશિત કર્યા નહોતા, પરંતુ તેમણે તેમના માપ સાથે ડચ ગણિતશાસ્ત્રી ક્રિસ્ટિયન હ્યુજેન્સને મોકલ્યા હતા. હ્યુજેન્સે પૃથ્વીની ભ્રમણકક્ષાના વ્યાસને પાર કરવા માટે રોમરના 22 મિનિટના અંદાજનો ઉપયોગ કરીને ગણતરી કરી કે પ્રકાશ 220,000 કિમી/સેકન્ડની મુસાફરી કરે છે, જે આધુનિક મૂલ્ય કરતાં 26 ટકા ઓછું છે. ઓલે રોમરની માહિતી અને ખગોળશાસ્ત્રીય એકમ માટે આધુનિક મૂલ્યનો ઉપયોગ કરીને, તેમનું માપ કે પ્રકાશ પૃથ્વીની ભ્રમણકક્ષાના વ્યાસનું અંતર કાપવામાં 16.44 મિનિટ લે છે તે આધુનિક મૂલ્ય કરતાં માત્ર 2 ટકા વધારે હતું, જોકે તે સમયે આની ગણતરી કરવામાં આવી ન હતી. 1809 માં, ફરીથી આયોના નિરીક્ષણોનો ઉપયોગ કરીને, પરંતુ આ વખતે વધુને વધુ ચોક્કસ અવલોકનોની એક સદી કરતાં વધુના લાભ સાથે, ફ્રેન્ચ ખગોળશાસ્ત્રી જીન બાપ્ટિસ્ટ જોસેફ ડેલામ્બ્રેએ સૂર્યથી પૃથ્વી પર પ્રકાશની મુસાફરી માટેનો સમય 8 મિનિટ અને 12 સેકન્ડ તરીકે નોંધ્યો હતો. ખગોળીય એકમ માટે ધારેલા મૂલ્યના આધારે, આ પ્રકાશની ઝડપ પ્રતિ સેકન્ડ કરતાં થોડી વધારે આપે છે. 1788માં, પિયરે-સિમોન લેપલેસે આઇઓ, યુરોપા અને ગેનીમેડની પ્રતિધ્વનિત ભ્રમણકક્ષાઓને સમજાવતા ગાણિતિક સિદ્ધાંતની રચના કરવા માટે કેસીનીના ઇફેમેરાઇડ્સ અને અગાઉની સદીમાં અન્ય ખગોળશાસ્ત્રીઓ દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલા સિદ્ધાંતોનો ઉપયોગ કર્યો હતો. આંતરિક ત્રણ ગેલિલીયન ચંદ્રના ભ્રમણકક્ષા સમયગાળાનો ગુણોત્તર સરળ પૂર્ણાંકો છેઃ યુરોપા એકવાર પરિભ્રમણ કરે ત્યારે આઇઓ ગુરુની બે વાર પરિભ્રમણ કરે છે, અને ગેનીમેડ દ્વારા દરેક પરિભ્રમણ માટે ચાર વખત પરિભ્રમણ કરે છે; આને કેટલીકવાર લાપ્લાસ પ્રતિધ્વનિ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. લાપ્લેસને એવું પણ જાણવા મળ્યું હતું કે આ ચોક્કસ ગુણોત્તર અને વાસ્તવિકતા વચ્ચેનો થોડો તફાવત તેમની સરેરાશ ગતિને કારણે હતો, જે આઇઓ અને યુરોપા માટે પેરીઆપ્સની પ્રગતિ માટે જવાબદાર છે. આ પડઘો પાછળથી ત્રણ ચંદ્રના ભૂસ્તરશાસ્ત્ર પર ઊંડી અસર કરતો હોવાનું જાણવા મળ્યું હતું. એક વિશ્વ તરીકે આઇઓઃ સુધારેલા ટેલીસ્કોપ અને ગાણિતિક તકનીકોએ 19મી અને 20મી સદીમાં ખગોળશાસ્ત્રીઓને આયોના ઘણા ભૌતિક ગુણધર્મો, જેમ કે તેનું દળ, વ્યાસ અને આલ્બેડો, તેમજ તેના પર મોટા પાયે સપાટીની લાક્ષણિકતાઓને ઉકેલવા માટે મંજૂરી આપી હતી. તેમના 1805 ના પુસ્તક સેલેસ્ટિયલ મિકેનિક્સમાં, આઇઓ, યુરોપા અને ગેનીમેડની પ્રતિધ્વનિત ભ્રમણકક્ષાઓ માટે તેમની ગાણિતિક દલીલ રજૂ કરવા ઉપરાંત, લાપ્લેસ યુરોપા અને ગેનીમેડ દ્વારા આઇઓની ભ્રમણકક્ષા પર વિક્ષેપનો ઉપયોગ કરીને આયોના દળનો પ્રથમ અંદાજ પૂરો પાડવા સક્ષમ હતા, જે ગુરુના દળના 1.73 ટકા હતો, જે આધુનિક મૂલ્યનો એક ચતુર્થાંશ ભાગ હતો. 20મી સદીના મધ્યમાં, આ તકનીકનો ઉપયોગ કરીને વધારાના સામૂહિક અંદાજો મેરી-ચાર્લ્સ ડેમોઇસો, જ્હોન કોચ એડમ્સ, રાલ્ફ એલન સેમ્પસન અને વિલેમ ડી સિટર દ્વારા કરવામાં આવશે, જે તમામ આધુનિક મૂલ્ય કરતાં ઓછા હતા, જેમાં સેમ્પસનનો 1921નો અંદાજ ગુરુના સમૂહના 4.5 ટકા જેટલો નજીકનો હતો, જે હાલમાં સ્વીકૃત સમૂહ કરતાં 4 ટકા ઓછો હતો. આઇઓ દ્વારા પૃષ્ઠભૂમિ તારાઓના માઇક્રોમીટર માપન અને ગુપ્તતાનો ઉપયોગ કરીને આયોના વ્યાસનો અંદાજ લગાવવામાં આવ્યો હતો. એડવર્ડ ઇ. બર્નાર્ડે 1897માં લિક ઓબ્ઝર્વેટરી ખાતે સ્વીકૃત આધુનિક મૂલ્ય કરતાં 8.5 ટકા મોટા વ્યાસનો અંદાજ કાઢવા માટે માઇક્રોમીટરનો ઉપયોગ કર્યો હતો, જ્યારે આલ્બર્ટ એ. મિશેલસન પણ લિક ટેલિસ્કોપનો ઉપયોગ કરીને તેનો વધુ સારો અંદાજ સાથે આવ્યા હતા. આયોના વ્યાસ અને આકારનો શ્રેષ્ઠ પૂર્વ-અવકાશયાન અંદાજ 14 મે, 1971 ના રોજ તારો બીટા સ્કોર્પી સી ના ગુપ્તતાના અવલોકનોમાંથી આવ્યો હતો, જ્યાં તેનો વ્યાસ મળી આવ્યો હતો, જે સ્વીકૃત આધુનિક મૂલ્યથી થોડો ઓછો હતો. આ માપથી ખગોળશાસ્ત્રીઓને બીટા સ્કોર્પી ગુપ્તતા પછી આયોની ઘનતાનો અંદાજ કાઢવાની મંજૂરી મળી, જે 2.88 ગ્રામ/સે. મી. 3 તરીકે આપવામાં આવી હતી. જ્યારે આ વર્તમાનમાં સ્વીકૃત મૂલ્ય કરતાં 20 ટકા ઓછું છે, ત્યારે ખગોળશાસ્ત્રીઓ માટે આંતરિક બે ગેલિલીયન ઉપગ્રહો (આઇઓ અને યુરોપા) વિરુદ્ધ બાહ્ય બે ગેલિલીયન ઉપગ્રહો (ગેનીમેડ અને કેલિસ્ટો) ની ઘનતા વચ્ચેના તફાવતની નોંધ લેવા માટે તે પૂરતું હતું. આઇઓ અને યુરોપાની ઘનતા સૂચવે છે કે તેઓ મુખ્યત્વે ખડકના બનેલા હતા જ્યારે ગેનીમેડ અને કેલિસ્ટોમાં વધુ બરફ હતા. 1890ના દાયકાની શરૂઆતમાં, મોટા દૂરબીનોએ ખગોળશાસ્ત્રીઓને આઇઓ સહિત ગેલિલીયન ઉપગ્રહોની સપાટીઓ પર મોટા પાયે લાક્ષણિકતાઓનું સીધું નિરીક્ષણ કરવાની મંજૂરી આપી હતી. 1892માં, વિલિયમ પિકરિંગે માઇક્રોમીટરનો ઉપયોગ કરીને આયોના આકારને માપ્યો, અને તેના ગેનીમેડના માપની જેમ જ, તેની ભ્રમણકક્ષાની ગતિની દિશા સાથે લંબગોળ રૂપરેખા ગોઠવાયેલી હોવાનું જાણવા મળ્યું. 1850 અને 1895ની વચ્ચેના અન્ય ખગોળશાસ્ત્રીઓએ આયોના લંબગોળ આકારની નોંધ લીધી. એડવર્ડ બર્નાર્ડે આયોને અવલોકન કર્યું હતું જ્યારે તે ગુરુના ચહેરા પર સંક્રમણ કરે છે, અને આયોના ધ્રુવોને તેજસ્વી વિષુવવૃત્તીય પટ્ટાની તુલનામાં શ્યામ હોવાનું શોધી કાઢે છે. શરૂઆતમાં, બર્નાર્ડે તારણ કાઢ્યું હતું કે આઇઓ હકીકતમાં બે શ્યામ પદાર્થોનું દ્વિસંગી હતું, પરંતુ વિવિધ તેજના જોવિયન વાદળના પટ્ટાઓ સામે વધારાના સંક્રમણના અવલોકનો અને જોવિયન વાદળની ટોચ પર આયોના પડછાયાના ગોળ આકારને કારણે તેણે તેનું અર્થઘટન બદલ્યું હતું. પિકરિંગ દ્વારા નોંધવામાં આવેલ આઇઓનો ઈંડાનો આકાર આયોના માત્ર તેજસ્વી વિષુવવૃત્તીય પટ્ટાને માપવાનું અને પૃષ્ઠભૂમિ માટે શ્યામ ધ્રુવોને ભૂલથી સમજવાનું પરિણામ હતું. પાછળથી દૂરબીનના અવલોકનોએ આઇઓના વિશિષ્ટ લાલ-ભૂરા ધ્રુવીય પ્રદેશો અને પીળા-સફેદ વિષુવવૃત્તીય પટ્ટાની પુષ્ટિ કરી. 1920 ના દાયકામાં જોએલ સ્ટેબિન્સ દ્વારા કરવામાં આવેલા આઇઓની તેજમાં ફેરફારોના અવલોકનો દર્શાવે છે કે આઇઓનો દિવસ ગુરુની આસપાસ તેના ભ્રમણકક્ષાના સમયગાળાની સમાન લંબાઈનો હતો, આમ સાબિત કરે છે કે એક બાજુ હંમેશા ગુરુનો સામનો કરતી હતી જેમ ચંદ્રની નજીકની બાજુ હંમેશા પૃથ્વીનો સામનો કરતી હતી. સ્ટેબિન્સે આયોના નાટકીય નારંગી રંગની પણ નોંધ લીધી, જે ગેલિલીયન ઉપગ્રહોમાં અનન્ય હતો. ઓડોઇન ડોલફસે 1960ના દાયકાની શરૂઆતમાં પિક ડુ મિડી ઓબ્ઝર્વેટરી ખાતે આયોના નિરીક્ષણોનો ઉપયોગ ઉપગ્રહના કાચા નકશા બનાવવા માટે કર્યો હતો જેમાં આયોનિયન સપાટી પર તેજસ્વી અને શ્યામ ફોલ્લીઓ, તેમજ તેજસ્વી વિષુવવૃત્તીય પટ્ટો અને ઘેરા ધ્રુવીય પ્રદેશો દર્શાવવામાં આવ્યા હતા. 20મી સદીના મધ્યમાં ટેલિસ્કોપિક અવલોકનોએ આઇઓની અસામાન્ય પ્રકૃતિ તરફ સંકેત આપવાનું શરૂ કર્યું. નજીકના ઇન્ફ્રારેડ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી સૂચવે છે કે આઇઓની સપાટી પાણીના બરફથી મુક્ત હતી. આઇઓ પર પાણીનો અભાવ ચંદ્રની અંદાજિત ઘનતા સાથે સુસંગત હતો, જો કે, યુરોપાની સપાટી પર વિપુલ પ્રમાણમાં પાણીનો બરફ જોવા મળ્યો હતો, જે ચંદ્રની ઘનતા આઇઓ જેટલી જ હોવાનું માનવામાં આવે છે. લીએ તારણ કાઢ્યું હતું કે વર્ણપટ સલ્ફર સંયોજનોની હાજરી સાથે સુસંગત છે. બાઈન્ડર અને ક્રુઇક્ષાંક (1964) એ અહેવાલ આપ્યો હતો કે આયોની સપાટી ગુરુની છાયામાંથી બહાર આવતી વખતે તેના કરતાં વધુ તેજસ્વી હતી. લેખકોએ સૂચવ્યું હતું કે ગ્રહણ પછી આ વિસંગત ચમક એ ગ્રહણના અંધારા દરમિયાન સપાટી પર આંશિક રીતે થીજી ગયેલા વાતાવરણનું પરિણામ હતું, જેમાં ગ્રહણ પછી હિમ ધીમે ધીમે દૂર થઈ જાય છે. આ પરિણામની પુષ્ટિ કરવાના પ્રયાસોને મિશ્ર પરિણામો મળ્યા હતાઃ કેટલાક સંશોધકોએ ગ્રહણ પછી તેજસ્વી થવાની જાણ કરી હતી, જ્યારે અન્ય લોકોએ ન કરી. પછીથી આઇઓના વાતાવરણનું મોડેલિંગ દર્શાવે છે કે આવી તેજસ્વીતા ત્યારે જ શક્ય બનશે જ્યારે આઇઓનું વાતાવરણ ઘણા મિલીમીટર જાડા સ્તરનું ઉત્પાદન કરવા માટે પૂરતું થીજી જાય, જે અસંભવિત લાગતું હતું. રેડિયો ટેલીસ્કોપિક અવલોકનોએ જોવિયન મેગ્નેટોસ્ફિયર પર આઇઓનો પ્રભાવ જાહેર કર્યો, જેમ કે આઇઓ (આઇઓ-ડીએએમ) ના ભ્રમણકક્ષા સમયગાળા સાથે જોડાયેલા દશાંશ તરંગલંબાઇ વિસ્ફોટો દ્વારા દર્શાવવામાં આવ્યું છે, જે બે વિશ્વો વચ્ચે ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક જોડાણ સૂચવે છે. પાયોનિયર યુગઃ 1960 ના દાયકાના અંતમાં, પ્લેનેટરી ગ્રાન્ડ ટૂર તરીકે ઓળખાતી વિભાવના યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં નાસા અને જેટ પ્રોપલ્શન લેબોરેટરી (જે. પી. એલ.) દ્વારા વિકસાવવામાં આવી હતી. જો મિશન 1976 અથવા 1977 માં શરૂ કરવામાં આવ્યું હોય તો તે એક જ અવકાશયાનને એસ્ટરોઇડ પટ્ટાની પાછળ અને ગુરુ સહિત દરેક બાહ્ય ગ્રહો પર મુસાફરી કરવાની મંજૂરી આપશે. જો કે, અવકાશયાન એસ્ટરોઇડ પટ્ટામાંથી પસાર થઈ શકે છે કે કેમ તે અંગે અનિશ્ચિતતા હતી, જ્યાં માઇક્રોમેટિયોરોઇડ્સ તેને ભૌતિક નુકસાન પહોંચાડી શકે છે, અથવા તીવ્ર જોવિયન મેગ્નેટોસ્ફિયર, જ્યાં ચાર્જ કરેલા કણો સંવેદનશીલ ઇલેક્ટ્રોનિક્સને નુકસાન પહોંચાડી શકે છે. વધુ મહત્વાકાંક્ષી વોયેજર મિશન મોકલતા પહેલા આ પ્રશ્નોના ઉકેલ માટે, નાસા અને એમ્સ રિસર્ચ સેન્ટરે બાહ્ય સૌરમંડળમાં પ્રથમ માનવરહિત મિશન પર અનુક્રમે 3 માર્ચ, 1972 અને 6 એપ્રિલ, 1973ના રોજ પાયોનિયર 10 અને પાયોનિયર 11ની જોડી શરૂ કરી હતી. પાયોનિયર 10 3 ડિસેમ્બર, 1973ના રોજ ગુરુ પ્રણાલી સુધી પહોંચનાર પ્રથમ અવકાશયાન બન્યું હતું. તે આઇઓની અંદરથી પસાર થયું. પાયોનિયર 10ની ફ્લાય-બાય ઓફ આઇઓ દરમિયાન, અવકાશયાને એસ-બેન્ડ સંકેત પ્રસારિત કરીને રેડિયો ગુપ્તતા પ્રયોગ કર્યો હતો કારણ કે આઇઓ તેની અને પૃથ્વી વચ્ચેથી પસાર થયો હતો. ગુપ્તતા પહેલાં અને પછી સંકેતમાં થોડો ઘટાડો દર્શાવે છે કે આઇઓમાં આયનોસ્ફિયર હતું, જે 1 બારના દબાણ સાથે પાતળા વાતાવરણની હાજરી સૂચવે છે, જોકે રચના નક્કી કરવામાં આવી ન હતી. શનિના ચંદ્ર ટાઇટન પછી બાહ્ય ગ્રહના ચંદ્રની આસપાસ શોધાયેલું આ બીજું વાતાવરણ હતું. પાયોનિયરના ઇમેજિંગ ફોટોપોલરીમીટરનો ઉપયોગ કરીને ક્લોઝ-અપ છબીઓનું પણ આયોજન કરવામાં આવ્યું હતું, પરંતુ ઉચ્ચ કિરણોત્સર્ગ વાતાવરણને કારણે તે ખોવાઈ ગઈ હતી. પાયોનિયર 10 એ Io.Pioneer 11 ની ભ્રમણકક્ષા પર હાઇડ્રોજન આયન ટોરસની પણ શોધ કરી હતી, જે લગભગ એક વર્ષ પછી 2 ડિસેમ્બર, 1974 ના રોજ ગુરુ પ્રણાલીનો સામનો કરી રહ્યો હતો, જે આઇઓની અંદર આવી રહ્યો હતો. પાયોનિયર 11 એ આઇઓની પ્રથમ અવકાશયાનની છબી પૂરી પાડી હતી, જે આઇઓના ઉત્તર ધ્રુવીય પ્રદેશ પર પ્રતિ પિક્સેલ ફ્રેમ (D7) છે. આ ઓછી રીઝોલ્યુશનવાળી છબી આયોની સપાટી પર ઓડોઇન ડોલફસ દ્વારા નકશામાં સૂચવવામાં આવેલા કાળા ડાઘાઓ દર્શાવે છે. બંને પાયોનિયર્સ દ્વારા કરવામાં આવેલા અવલોકનો દર્શાવે છે કે ગુરુ અને આઇઓ આઇઓ ફ્લક્સ ટ્યુબ તરીકે ઓળખાતી વિદ્યુત નળી દ્વારા જોડાયેલા હતા, જેમાં ગુરુના ધ્રુવોથી ઉપગ્રહ તરફ જતી ચુંબકીય ક્ષેત્રની રેખાઓ હોય છે. ગુરુ સાથે પાયોનિયર 11 ની નજીકની અથડામણથી અવકાશયાનને પૃથ્વીના વેન એલન બેલ્ટ્સ જેવી જ ગુરુની તીવ્ર કિરણોત્સર્ગ પટ્ટાઓ શોધવાની મંજૂરી મળી. ચાર્જ કણ પ્રવાહના શિખરોમાંથી એક આઇઓની ભ્રમણકક્ષાની નજીક મળી આવ્યો હતો. આઇઓ સાથેના બંને પાયોનિયર્સના એન્કાઉન્ટર દરમિયાન રેડિયો ટ્રેકિંગ ચંદ્રના જથ્થાનો સુધારેલ અંદાજ પૂરો પાડે છે. આયોના ગુરુત્વાકર્ષણના પ્રભાવને કારણે બે તપાસની ગતિમાં થોડો ફેરફારનું વિશ્લેષણ કરીને અને વિચલનો પેદા કરવા માટે જરૂરી દળની ગણતરી કરીને આ પરિપૂર્ણ કરવામાં આવ્યું હતું. જ્યારે આ અંદાજને આયોના કદ પર ઉપલબ્ધ શ્રેષ્ઠ માહિતી સાથે જોડવામાં આવ્યો, ત્યારે આયોમાં ચાર ગેલિલીયન ઉપગ્રહોની સૌથી વધુ ઘનતા હોવાનું જાણવા મળ્યું હતું અને ગુરુથી વધતા અંતર સાથે ચાર ગેલિલીયન ઉપગ્રહોની ઘનતા નીચે તરફ વલણ ધરાવે છે. આઇઓ (3.5 ગ્રામ/સે. મી. 3) ની ઉચ્ચ ઘનતા સૂચવે છે કે તે મુખ્યત્વે પાણીના બરફને બદલે સિલિકેટ ખડકથી બનેલો હતો. પાયોનિયર એન્કાઉન્ટર પછી અને 1979માં વોયેજર ફ્લાય-બાય સુધીની આગેવાનીમાં, આઇઓ અને અન્ય ગેલિલીયન ઉપગ્રહોમાં રસ વધ્યો, જેમાં ગ્રહીય વિજ્ઞાન અને ખગોળશાસ્ત્ર સમુદાયોએ રેડિયો, દૃશ્યમાન અને ઇન્ફ્રારેડ ખગોળશાસ્ત્રીઓ દ્વારા સમર્પિત આઇઓ અવલોકનોના એક સપ્તાહનું આયોજન કરવા માટે નવેમ્બર 1974માં "આઇઓ વીક" તરીકે ઓળખાતું આયોજન કર્યું. 1970 ના દાયકાના મધ્યભાગ દરમિયાન પૃથ્વી પરથી અને પાયોનિયર્સ દ્વારા આઇઓના નવા અવલોકનોએ તેની સપાટીના રસાયણશાસ્ત્ર અને રચના વિશે વિચારવામાં એક આદર્શ પરિવર્તન કર્યું. પાયોનિયર 10 દ્વારા મળેલા ચાર ગેલિલીયન ઉપગ્રહોની ઘનતામાં વલણ સૂચવે છે કે ઉપગ્રહો તૂટી રહેલા નિહારિકાના ભાગ રૂપે રચાયા હતા, જેમ કે સમગ્ર સૌરમંડળમાં જે બન્યું તેના લઘુચિત્ર સંસ્કરણ. પ્રારંભિક ગરમ ગુરુએ આઇઓ અને યુરોપાની ભ્રમણકક્ષાઓ પર પાણીના ઘનીકરણને અટકાવ્યું હતું, જેના કારણે તે પદાર્થો બાહ્ય બે ચંદ્ર કરતાં વધુ ઘનતા ધરાવતા હતા. આઇઓ અને તેની આસપાસના અવકાશમાંથી પ્રતિબિંબિત થતા પ્રકાશના સ્પેક્ટ્રોસ્કોપિક માપન 1970ના દાયકા દરમિયાન વધતા સ્પેક્ટ્રલ રિઝોલ્યુશન સાથે કરવામાં આવ્યા હતા, જે તેની સપાટીની રચનામાં નવી આંતરદૃષ્ટિ પ્રદાન કરે છે. અન્ય અવલોકનો સૂચવે છે કે આઇઓની સપાટી પર સોડિયમ ક્ષાર અને સલ્ફરથી બનેલા બાષ્પીભવનનું પ્રભુત્વ હતું. અન્ય ગેલિલીયન ઉપગ્રહોથી વિપરીત, આઇઓમાં તેની સપાટી પર અથવા તેના આંતરિક ભાગમાં પાણીના બરફનો અભાવ હતો. ખનિજ હેલાઇટના કિરણોત્સર્ગ-ક્ષતિગ્રસ્ત સ્વરૂપ સાથે 560 એનએમ નજીકની શોષણ પટ્ટીની ઓળખ કરવામાં આવી હતી. એવું માનવામાં આવતું હતું કે આઇઓની સપાટી પરના ખનિજની થાપણો આઇઓની આસપાસના સોડિયમ અણુઓના વાદળનું મૂળ છે, જે ઊર્જાસભર-કણોના સ્પટરિંગ દ્વારા બનાવવામાં આવે છે. 1970 ના દાયકામાં મધ્ય-ઇન્ફ્રારેડ સ્પેક્ટ્રમમાં આઇઓના થર્મલ રેડિયેશનના માપનથી વિરોધાભાસી પરિણામો તરફ દોરી ગયા જે 1979 માં વોયેજર 1 દ્વારા સક્રિય જ્વાળામુખીની શોધ સુધી સચોટ રીતે સમજાવવામાં આવ્યા ન હતા. અન્ય ગેલિલીયન ઉપગ્રહોની તુલનામાં વિસંગત રીતે ઉચ્ચ ઉષ્મીય પ્રવાહ, 10 માઇક્રોનની ઇન્ફ્રારેડ તરંગલંબાઇ પર જોવા મળ્યો હતો જ્યારે આઇઓ ગુરુની છાયામાં હતો. તે સમયે, આ ઉષ્માનો પ્રવાહ યુરોપા અને ગેનીમેડ કરતાં ઘણી વધારે ઉષ્મીય જડતા ધરાવતી સપાટીને આભારી હતો. આ પરિણામો 20 માઇક્રોનની તરંગલંબાઇ પર લેવામાં આવેલા માપ કરતાં નોંધપાત્ર રીતે અલગ હતા, જે સૂચવે છે કે આઇઓ અન્ય ગેલિલીયન ઉપગ્રહો જેવા જ સપાટીના ગુણધર્મો ધરાવે છે. નાસાના સંશોધકોએ 20 ફેબ્રુઆરી, 1978ના રોજ આયોના થર્મલ ઉત્સર્જનમાં 5 માઇક્રોનનો તીવ્ર વધારો જોયો હતો, જે સંભવતઃ ઉપગ્રહ અને ગુરુના મેગ્નેટોસ્ફિયર વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને કારણે હતો, જોકે જ્વાળામુખીની શક્યતા નકારી શકાતી ન હતી. વોયેજર 1 એન્કાઉન્ટરના થોડા દિવસો પહેલા, સ્ટેન પીલ, પેટ્રિક કેસેન અને આર. ટી. રેનોલ્ડ્સે સાયન્સ જર્નલમાં એક પેપર પ્રકાશિત કર્યું હતું, જેમાં જ્વાળામુખીની રીતે સુધારેલી સપાટી અને અલગ આંતરિક ભાગની આગાહી કરવામાં આવી હતી, જેમાં એકરૂપ મિશ્રણને બદલે અલગ ખડકના પ્રકારો હતા. તેઓએ આ આગાહી આયોના આંતરિક નમૂનાઓ પર આધારિત કરી હતી, જેમાં આયો પર ગુરુના વિવિધ ભરતી ખેંચાણ દ્વારા ઉત્પન્ન થતી ગરમીની વિશાળ માત્રાને ધ્યાનમાં લેવામાં આવી હતી, જે યુરોપા અને ગેનીમેડ સાથે આયોના લાપ્લાસ પ્રતિધ્વનિના પરિણામે તેની ભ્રમણકક્ષાને ગોળાકાર થવા દેતી નથી. તેમની ગણતરીઓ સૂચવે છે કે એકરૂપ આંતરિક સાથે આઇઓ માટે પેદા થતી ગરમીની માત્રા માત્ર કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપ ક્ષય દ્વારા પેદા થતી ગરમીની માત્રા કરતાં ત્રણ ગણી વધારે હશે. આ અસર વિભેદક આઇઓ સાથે વધુ મોટી હશે. વોયેજર યુગઃ ઉચ્ચ-રીઝોલ્યુશન ઇમેજિંગનો ઉપયોગ કરીને આઇઓની પ્રથમ ક્લોઝ-અપ તપાસ ટ્વીન પ્રોબ્સ, વોયેજર 1 અને વોયેજર 2 દ્વારા કરવામાં આવી હતી, જે અનુક્રમે 5 સપ્ટેમ્બર અને 20 ઓગસ્ટ, 1977ના રોજ શરૂ કરવામાં આવી હતી. આ બંને અવકાશયાન 1970 અને 1980 ના દાયકાના અંતમાં શ્રેણીબદ્ધ મિશન દ્વારા વિશાળ બાહ્ય ગ્રહોની શોધ કરવા માટે નાસા અને જે. પી. એલ. ના વોયેજર પ્રોગ્રામનો ભાગ હતા. આ અગાઉના પ્લેનેટરી ગ્રાન્ડ ટૂર કન્સેપ્ટનું સ્કેલ-ડાઉન વર્ઝન હતું. બંને ચકાસણીઓમાં અગાઉના પાયોનિયર મિશનની સરખામણીમાં વધુ અત્યાધુનિક સાધનોનો સમાવેશ થતો હતો, જેમાં વધુ ઉચ્ચ રીઝોલ્યુશનની છબીઓ લેવા માટે સક્ષમ કેમેરાનો સમાવેશ થાય છે. ગુરુના ગેલિલીયન ચંદ્રની ભૂસ્તરીય લાક્ષણિકતાઓ તેમજ ગુરુની મેઘ લાક્ષણિકતાઓ જોવા માટે આ મહત્વપૂર્ણ હતું. તેમની પાસે દૂર-અલ્ટ્રાવાયોલેટથી મધ્ય-ઇન્ફ્રારેડ સુધીની સંયુક્ત વર્ણપટ શ્રેણીવાળા સ્પેક્ટ્રોમીટર પણ હતા, જે આઇઓની સપાટી અને વાતાવરણીય રચનાની તપાસ કરવા અને તેની સપાટી પર થર્મલ ઉત્સર્જન સ્રોતો શોધવા માટે ઉપયોગી હતા. વોયેજર 1 એ માર્ચ 1979માં ગુરુ પ્રણાલીનો સામનો કરવા માટે બે ચકાસણીઓમાંથી પ્રથમ હતી. ફેબ્રુઆરીના અંતમાં અને માર્ચ 1979ની શરૂઆતમાં ગુરુના અભિગમ પર, વોયેજર ઇમેજિંગ વૈજ્ઞાનિકોએ નોંધ્યું કે આઇઓ અન્ય ગેલિલીયન ઉપગ્રહોથી અલગ દેખાતો હતો. તેની સપાટી નારંગી રંગની હતી અને શ્યામ ફોલ્લીઓ દ્વારા ચિહ્નિત હતી, જેને શરૂઆતમાં અસર ખાડાઓના સ્થળો તરીકે અર્થઘટન કરવામાં આવ્યું હતું. સૌથી રસપ્રદ લક્ષણોમાં હૃદય આકારની, કાળી વીંટી હતી જે પાછળથી જ્વાળામુખી પેલેની પ્લુમ ડિપોઝિટ હોવાનું બહાર આવ્યું હતું. અલ્ટ્રાવાયોલેટ સ્પેક્ટ્રોમીટર (યુવીએસ) ના ડેટામાં આયોની ભ્રમણકક્ષામાં સલ્ફર આયનોથી બનેલા પ્લાઝ્માનું ટોરસ બહાર આવ્યું છે, પરંતુ ગુરુના ચુંબકીય ક્ષેત્રના વિષુવવૃત્ત સાથે મેળ કરવા માટે નમેલું છે. લો-એનર્જી ચાર્જ્ડ પાર્ટિકલ (એલઇસીપી) ડિટેક્ટરને ગુરુના મેગ્નેટોસ્ફિયરમાં પ્રવેશતા પહેલા સોડિયમ, સલ્ફર અને ઓક્સિજન આયનોના પ્રવાહોનો સામનો કરવો પડ્યો હતો, જે સામગ્રી એલઇસીપી વિજ્ઞાન ટીમને આઇઓમાંથી ઉદ્ભવી હોવાની શંકા હતી. આઇઓ સાથે વોયેજર 1ની અથડામણ પહેલાના કલાકોમાં, અવકાશયાને ઉપગ્રહના અગ્રણી ગોળાર્ધ (જે બાજુ ગુરુની આસપાસ ચંદ્રની ગતિની દિશાનો સામનો કરે છે) પર ઓછામાં ઓછા પિક્સેલ દીઠ રિઝોલ્યુશન સાથે વૈશ્વિક નકશા માટે છબીઓ પ્રાપ્ત કરી હતી, જે ઉપ-જોવિયન ગોળાર્ધ (આઇઓની "નજીક" બાજુ) ના ભાગો પર પ્રતિ પિક્સેલ કરતાં ઓછી હતી. અભિગમ દરમિયાન પરત ફરેલી છબીઓ ચંદ્ર, મંગળ અને બુધ જેવા અન્ય ગ્રહોની સપાટીઓથી વિપરીત, અસરના ખાડાઓથી વંચિત એક વિચિત્ર, બહુ રંગીન લેન્ડસ્કેપ દર્શાવે છે. અગાઉની છબીઓમાં શ્યામ ફોલ્લીઓ જ્વાળામુખીના કેલ્ડેરાને તે અન્ય વિશ્વો પર જોવા મળતા અસરના ખાડાઓ કરતાં વધુ મળતા આવતા હતા. આઇઓની સપાટીની વિચિત્રતાથી આશ્ચર્યચકિત, વોયેજર ઇમેજિંગ વૈજ્ઞાનિક લોરેન્સ સોડરબ્લોમે પૂર્વ-એન્કાઉન્ટર પ્રેસ કોન્ફરન્સમાં મજાકમાં કહ્યું, "આ આપણે બધાએ શોધી કાઢ્યું છે. [આઇઓ] સલ્ફેટ્સ અને સલ્ફર અને ક્ષારથી લઈને તમામ પ્રકારની વિચિત્ર વસ્તુઓના પાતળા કેન્ડીના શેલોથી ઢંકાયેલું છે". 5 માર્ચ, 1979ના રોજ, વોયેજર 1એ તેના દક્ષિણ ધ્રુવથી દૂરથી વોયેજર મિશનના આઇઓ સાથે સૌથી નજીકનું એન્કાઉન્ટર કર્યું હતું. એન્કાઉન્ટરનું નજીકનું અંતર વોયેજરને પ્રતિ પિક્સેલ કરતા ઓછા શ્રેષ્ઠ રિઝોલ્યુશન સાથે આઇઓના પેટા-જોવિયન અને દક્ષિણ ધ્રુવીય પ્રદેશોની છબીઓ મેળવવાની મંજૂરી આપે છે. કમનસીબે, ઉચ્ચ કિરણોત્સર્ગ વાતાવરણને કારણે વોયેજર્સની આંતરિક ઘડિયાળની સમસ્યાઓના પરિણામે ઘણી ક્લોઝ-અપ છબીઓ સ્મીયર દ્વારા મર્યાદિત હતી, જેના કારણે જ્યારે વોયેજર્સ સ્કેન પ્લેટફોર્મ લક્ષ્યો વચ્ચે આગળ વધી રહ્યું હતું ત્યારે આઇઓના કેટલાક સાંકડા-કોણ-કેમેરા એક્સપોઝર હસ્તગત કરવામાં આવ્યા હતા. ઉચ્ચતમ-રીઝોલ્યુશનની છબીઓમાં વિચિત્ર આકારના ખાડાઓ દ્વારા વિરામિત પ્રમાણમાં યુવાન સપાટી દર્શાવવામાં આવી હતી જે ખાડાઓ, માઉન્ટ એવરેસ્ટ કરતા ઊંચા પર્વતો અને જ્વાળામુખીના લાવાના પ્રવાહ જેવા લક્ષણોને અસર કરતાં જ્વાળામુખીના કેલ્ડેરાને વધુ સમાન દેખાતી હતી. મોટાભાગની સપાટી સરળ, સ્તરવાળી મેદાનોમાં આવરી લેવામાં આવી હતી, જેમાં વિવિધ સ્તરો વચ્ચેની સરહદને ચિહ્નિત કરતી સ્કાર્પ્સ હતી. ઉચ્ચતમ રીઝોલ્યુશનની છબીઓમાં પણ, કોઈ અસર ખાડાઓ જોવા મળ્યા ન હતા, જે સૂચવે છે કે આઇઓની સપાટી વર્તમાન જ્વાળામુખીની પ્રવૃત્તિ દ્વારા નિયમિતપણે નવીકરણ કરવામાં આવી રહી છે. આઇઓના એક ધ્રુવ પર અથડામણને કારણે વોયેજર 1ને આઇઓ ફ્લક્સ ટ્યુબની ધારનો સીધો નમૂનો લેવાની મંજૂરી મળી હતી, જેમાં 5 એમ્પીયરનો તીવ્ર વિદ્યુત પ્રવાહ મળી આવ્યો હતો. વોયેજરના કેમેરાની રંગીન માહિતી દર્શાવે છે કે આયોનિયન સપાટી પર સલ્ફર અને સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ () હિમનું પ્રભુત્વ હતું. વિવિધ સપાટીના રંગો અલગ સલ્ફર એલોટ્રોપ્સને અનુરૂપ હોવાનું માનવામાં આવતું હતું, જે પ્રવાહી સલ્ફરને વિવિધ તાપમાને ગરમ કરવાથી તેના રંગ અને સ્નિગ્ધતામાં ફેરફારને કારણે થાય છે. 8 માર્ચ, 1979ના રોજ, ગુરુને પસાર કર્યાના ત્રણ દિવસ પછી, વોયેજર 1એ મિશન નિયંત્રકોને અવકાશયાનનું ચોક્કસ સ્થાન નક્કી કરવામાં મદદ કરવા માટે ગુરુના ચંદ્રની છબીઓ લીધી, જેને ઓપ્ટિકલ નેવિગેશન નામની પ્રક્રિયા કહેવાય છે. પૃષ્ઠભૂમિ તારાઓની દૃશ્યતા વધારવા માટે આઇઓની છબીઓ પર પ્રક્રિયા કરતી વખતે, નેવિગેશન એન્જિનિયર લિન્ડા મોરાબિટોને ચંદ્રના અંગ સાથે એક ઊંચું વાદળ મળ્યું. શરૂઆતમાં, તેણીને શંકા હતી કે વાદળ આયોની પાછળનો ચંદ્ર છે, પરંતુ તે સ્થાન પર કોઈ યોગ્ય કદનો પદાર્થ ન હોત. આ લક્ષણને સક્રિય જ્વાળામુખી દ્વારા પેદા થયેલ પ્લુમ તરીકે નક્કી કરવામાં આવ્યું હતું, જેને પાછળથી પેલે નામ આપવામાં આવ્યું હતું, જે અભિગમ છબીઓમાં જોવા મળતી શ્યામ, પદચિહ્ન આકારની વીંટીથી ઘેરાયેલું લક્ષણ છે. અન્ય વોયેજર 1 છબીઓના વિશ્લેષણમાં સપાટી પર વિખેરાયેલા આવા નવ પ્લુમ્સ દર્શાવવામાં આવ્યા હતા, જે સાબિત કરે છે કે આઇઓ જ્વાળામુખીની રીતે સક્રિય હતો. વોયેજર 1 પર ઇન્ફ્રારેડ ઇન્ટરફેરોમીટર સ્પેક્ટ્રોમીટર (IRIS) એ બહુવિધ સ્રોતોમાંથી થર્મલ ઉત્સર્જનની શોધ કરી, જે ઠંડા લાવાનું સૂચક છે. આ દર્શાવે છે કે આઇઓની સપાટી પર દેખાતા કેટલાક લાવા પ્રવાહ સક્રિય હતા. આઇ. આર. આઇ. એસ. એ લોકી પ્લુમની અંદર વાયુને પણ માપ્યું હતું, જે આઇઓ પર વાતાવરણ માટે વધારાના પુરાવા પૂરા પાડે છે. આ પરિણામોએ પીલ એટ અલ દ્વારા કરવામાં આવેલી આગાહીની પુષ્ટિ કરી હતી. મુલાકાતના થોડા સમય પહેલા. વોયેજર 2એ 9 જુલાઈ, 1979ના રોજ યુરોપા અને ગેનીમેડની ભ્રમણકક્ષાઓ વચ્ચે ગુરુની નજીકથી આયો પસાર કર્યો હતો. જો કે તે વોયેજર 1 જેટલું આઇઓની નજીક પહોંચ્યું ન હતું, તેમ છતાં બે અવકાશયાન દ્વારા લેવામાં આવેલી છબીઓ વચ્ચેની તુલનામાં એટેન પટેરા અને સુર્ત ખાતે નવા પ્લુમ થાપણો સહિત અથડામણ વચ્ચેના ચાર મહિનામાં સપાટી પર ઘણા ફેરફારો જોવા મળ્યા હતા. વોયેજર 1 એન્કાઉન્ટર દરમિયાન પેલે પ્લુમ ડિપોઝિટનો આકાર હૃદયના આકારથી વોયેજર 2 ફ્લાયબાઈ દરમિયાન અંડાકારમાં બદલાઈ ગયો હતો. લોકી પટેરાના દક્ષિણ ભાગમાં ફેલાયેલા પ્લુમ થાપણો અને વધારાની શ્યામ સામગ્રીના વિતરણમાં ફેરફારો જોવા મળ્યા હતા, જે ત્યાં જ્વાળામુખી ફાટી નીકળવાનું પરિણામ હતું. વોયેજર 1 દ્વારા સક્રિય જ્વાળામુખી પ્લુમ્સની શોધના પરિણામે, આયોના પ્લુમ્સ પર નજર રાખવા માટે વોયેજર 2 એન્કાઉન્ટરના પ્રસ્થાન તબક્કામાં દસ કલાકની "આઇઓ જ્વાળામુખી વોચ" ઉમેરવામાં આવી હતી. આ દેખરેખ ઝુંબેશ દરમિયાન આઇઓના અર્ધચંદ્રાકારના અવલોકનો દર્શાવે છે કે માર્ચમાં જોવા મળેલા નવ પ્લુમ્સમાંથી સાત જુલાઈ 1979માં હજુ પણ સક્રિય હતા, જેમાં માત્ર જ્વાળામુખી પેલે ફ્લાયબાઇઝ વચ્ચે બંધ થઈ ગયો હતો (વોલુંડ ખાતે સતત પ્રવૃત્તિને પુષ્ટિ આપવા માટે કોઈ છબીઓ ઉપલબ્ધ નહોતી), અને કોઈ નવા પ્લુમ્સ જોવા મળ્યા ન હતા. અવલોકન કરાયેલા પ્લુમ્સના વાદળી રંગ (અમીરાની, માઉઈ, માસુબી અને લોકી) સૂચવે છે કે તેમાંથી પ્રતિબિંબિત પ્રકાશ આશરે 1 માઇક્રોન વ્યાસના બારીક દાણાદાર કણોમાંથી આવે છે. વોયેજર એન્કાઉન્ટર પછી તરત જ, સ્વીકૃત સિદ્ધાંત એ હતો કે આઇઓનો લાવા પ્રવાહ સલ્ફરસ સંયોજનોથી બનેલો હતો. આ જ્વાળામુખીના ભૂપ્રદેશોના રંગ અને IRIS સાધન દ્વારા માપવામાં આવતા નીચા તાપમાન પર આધારિત હતું (જોકે IRIS સક્રિય સિલિકેટ જ્વાળામુખી સાથે સંકળાયેલા ઉચ્ચ તાપમાન પ્રત્યે સંવેદનશીલ નહોતું, જ્યાં નજીકના ઇન્ફ્રારેડમાં થર્મલ ઉત્સર્જન ટોચ પર હતું). જો કે, 1980 અને 1990 ના દાયકામાં પૃથ્વી આધારિત ઇન્ફ્રારેડ અભ્યાસોએ નમૂનાને મુખ્યત્વે સલ્ફર જ્વાળામુખીમાંથી એક તરફ ખસેડ્યું જ્યાં સિલિકેટ જ્વાળામુખી પ્રભુત્વ ધરાવે છે, અને સલ્ફર ગૌણ ભૂમિકામાં કાર્ય કરે છે. 1986માં, આઇઓના અગ્રણી ગોળાર્ધમાં તેજસ્વી વિસ્ફોટના માપમાં સલ્ફરના ઉત્કલન બિંદુ કરતાં વધુ તાપમાન હોવાનું બહાર આવ્યું હતું, જે ઓછામાં ઓછા આઇઓના કેટલાક લાવા પ્રવાહ માટે સિલિકેટ રચના સૂચવે છે. 1979માં સુર્ત વિસ્ફોટમાં બે વોયેજર એન્કાઉન્ટર વચ્ચે અને 1978માં નાસાના સંશોધકોએ જોયેલા વિસ્ફોટમાં સમાન તાપમાન જોવા મળ્યું હતું. વધુમાં, આઇઓ પર સિલિકેટ લાવા પ્રવાહનું મોડેલિંગ સૂચવે છે કે તેઓ ઝડપથી ઠંડુ થાય છે, જેના કારણે તેમના થર્મલ ઉત્સર્જનમાં નીચા તાપમાન ઘટકોનું પ્રભુત્વ રહે છે, જેમ કે ઘન પ્રવાહ, જે વાસ્તવિક વિસ્ફોટ તાપમાનની નજીક હજી પણ ઓગળેલા લાવાથી ઢંકાયેલા નાના વિસ્તારોથી વિપરીત છે. પૃથ્વી-આધારિત અવલોકનોમાંથી સ્પેક્ટ્રાએ આઇઓની સપાટી પર નોંધપાત્ર ઘનતા ભિન્નતા સાથે આઇઓ ખાતે વાતાવરણની હાજરીની પુષ્ટિ કરી હતી. આ માપ સૂચવે છે કે આઇઓનું વાતાવરણ કાં તો સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ હિમના ઉષ્ણતામાન દ્વારા અથવા જ્વાળામુખીની છીદ્રો પર વાયુઓના વિસ્ફોટથી અથવા બંને દ્વારા ઉત્પન્ન થયું હતું. ગેલિલિયો યુગઃ ગુરુ ગ્રહ પર નાસાના આગામી મિશનનું આયોજન 1977માં શરૂ થયું હતું, જેમ બે વોયેજર પ્રોબ્સ શરૂ કરવામાં આવ્યા હતા. તેના પહેલાના તમામ મિશનની જેમ ગુરુ પ્રણાલીની ઉડાન ભરવાને બદલે, ગેલિલિયો અવકાશયાન ગ્રહ અને આઇઓ સહિત તેના ઘણા ચંદ્રોનું નજીકથી નિરીક્ષણ કરવા તેમજ જોવિયન વાતાવરણીય તપાસ પહોંચાડવા માટે ગુરુની પરિક્રમા કરશે. મૂળરૂપે 1982માં સ્પેસ શટલ દ્વારા પ્રક્ષેપણ કરવાનું નક્કી કરવામાં આવ્યું હતું, શટલ અને ઉપલા તબક્કાની મોટર સાથેના વિકાસના મુદ્દાઓને કારણે વિલંબને કારણે પ્રક્ષેપણ પાછું ધકેલી દેવામાં આવ્યું હતું અને 1986માં ચેલેન્જર દુર્ઘટનાએ ગેલિલિયોના પ્રક્ષેપણમાં વધુ વિલંબ કર્યો હતો. છેવટે, 18 ઓક્ટોબર, 1989 ના રોજ, ગેલિલિયોએ શટલ એટલાન્ટિસ પર તેની મુસાફરી શરૂ કરી. ગુરુના માર્ગમાં, ઉચ્ચ લાભ ધરાવતું એન્ટેના, અવકાશયાનને શટલ કાર્ગો ખાડીમાં ફિટ થવા દેવા માટે છત્રની જેમ ફોલ્ડ કરવામાં આવ્યું હતું, તે સંપૂર્ણપણે ખોલવામાં નિષ્ફળ ગયું હતું. બાકીના મિશન માટે, અવકાશયાનના ડેટાને ઓછા લાભવાળા એન્ટેનાનો ઉપયોગ કરીને ખૂબ ઓછા ડેટા દરે પૃથ્વી પર પાછા મોકલવો પડશે. આ આંચકો હોવા છતાં, ગેલિલિયો પર અપલોડ કરવામાં આવેલા ડેટા કમ્પ્રેશન અલ્ગોરિધમ્સે તેને ગુરુ પર તેના મોટાભાગના વિજ્ઞાન લક્ષ્યોને પૂર્ણ કરવાની મંજૂરી આપી. ગેલિલિયો પૃથ્વીથી છ વર્ષની મુસાફરી બાદ 7 ડિસેમ્બર, 1995ના રોજ ગુરુ પર પહોંચ્યો હતો, જે દરમિયાન તેણે ગુરુ સુધી તેની ભ્રમણકક્ષા વધારવા માટે શુક્ર અને પૃથ્વી સાથે ગુરુત્વાકર્ષણ સહાયનો ઉપયોગ કર્યો હતો. ગેલિલિયસ જ્યુપિટર ઓર્બિટ ઇન્સર્શન દાવપેચના થોડા સમય પહેલા, અવકાશયાને તેના નજીવા મિશનના આઇઓનું એકમાત્ર લક્ષિત ફ્લાયબાઈ કર્યું હતું. ઉચ્ચ-રીઝોલ્યુશન છબીઓ મૂળરૂપે એન્કાઉન્ટર દરમિયાન આયોજન કરવામાં આવી હતી, પરંતુ અવકાશયાનના ટેપ રેકોર્ડર સાથેની સમસ્યાઓ, જેનો ઉપયોગ પૃથ્વી પર પછીથી પ્લેબેક માટે એન્કાઉન્ટર દરમિયાન લેવામાં આવેલા ડેટાને સાચવવા માટે કરવામાં આવે છે, તે સુનિશ્ચિત કરવા માટે ફ્લાયબાય શેડ્યૂલમાંથી ઉચ્ચ-ડેટા-દર અવલોકનોને દૂર કરવાની જરૂર છે. આ એન્કાઉન્ટરમાં નીચા ડેટા દર પ્રયોગોમાંથી નોંધપાત્ર પરિણામો મળ્યા હતા. ગેલિલિયસ રેડિયો સિગ્નલના ડોપ્લર શિફ્ટનું વિશ્લેષણ દર્શાવે છે કે આઇઓ મોટા આયર્ન કોર સાથે અલગ પડે છે, જે આંતરિક સૌરમંડળના ખડકાળ ગ્રહોમાં જોવા મળે છે. એન્કાઉન્ટરમાંથી મેગ્નેટોમીટર ડેટા, આયર્ન કોરની શોધ સાથે જોડાઈને સૂચવે છે કે આઇઓમાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર હોઈ શકે છે. આયોની ભ્રમણકક્ષાની નજીક ગુરુની તીવ્ર કિરણોત્સર્ગ પટ્ટાઓએ ગેલિલિયોને 1999 માં પ્રથમ વિસ્તૃત મિશનના અંત સુધી યુરોપાની ભ્રમણકક્ષાની નજીક આવવાની ફરજ પાડી. ક્લોઝ-અપ ઇમેજિંગ અને યાંત્રિક સમસ્યાઓનો અભાવ હોવા છતાં, જેણે પરત કરવામાં આવેલી માહિતીની માત્રાને મોટા પ્રમાણમાં પ્રતિબંધિત કરી દીધી હતી, આઇઓ ખાતે કેટલીક નોંધપાત્ર શોધો ગેલિલિયોના બે વર્ષના પ્રાથમિક મિશન દરમિયાન કરવામાં આવી હતી. પ્રથમ કેટલીક ભ્રમણકક્ષાઓ દરમિયાન, ગેલિલિયોએ 17 વર્ષ અગાઉ વોયેજરનો સામનો થયો ત્યારથી સપાટી પરના ફેરફારોની શોધમાં આઇઓનું નકશા બનાવ્યું હતું. આમાં નવા લાવા પ્રવાહ, ઝામામાનો દેખાવ અને પ્રોમિથિયસમાં નવા લાવા પ્રવાહના અંત પર નજર રાખીને પ્રોમિથિયસ પ્લુમને પશ્ચિમ તરફ ખસેડવાનો સમાવેશ થાય છે. ગેલિલિયોની પ્રથમ ભ્રમણકક્ષાથી શરૂ કરીને, અવકાશયાનના કેમેરા, સોલિડ-સ્ટેટ ઇમેજર (એસએસઆઈ) એ આઇઓની ભ્રમણકક્ષા દીઠ એક કે બે છબીઓ લેવાનું શરૂ કર્યું જ્યારે ચંદ્ર ગુરુની છાયામાં હતો. આનાથી ગેલિલિયોને તેની સપાટી પર થર્મલ ઉત્સર્જન સ્રોતોનું નિરીક્ષણ કરીને આઇઓ પર ઉચ્ચ તાપમાનની જ્વાળામુખીની પ્રવૃત્તિ પર નજર રાખવાની મંજૂરી મળી. આ જ ગ્રહણની છબીઓએ ગેલિલિયોના વૈજ્ઞાનિકોને આઇઓ ફ્લક્સ ટ્યુબ અને પ્લાઝ્મા ટોરસ સાથે આયોના વાતાવરણ અને જ્વાળામુખીના પ્લુમ્સ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા બનાવેલ ઓરોરાનું નિરીક્ષણ કરવાની મંજૂરી આપી હતી. ગેલિલિયોની નવમી ભ્રમણકક્ષા દરમિયાન, અવકાશયાને પિલ્લન પટેરા ખાતે મોટા વિસ્ફોટનું નિરીક્ષણ કર્યું હતું, જેમાં ઉચ્ચ તાપમાનના ઉષ્મીય ઉત્સર્જન અને નવા જ્વાળામુખીની ઝાડની શોધ થઈ હતી. પિલ્લન અને અન્ય જ્વાળામુખીઓમાં જોવા મળેલા તાપમાને પુષ્ટિ કરી હતી કે આઇઓ પર જ્વાળામુખીના વિસ્ફોટોમાં મેગ્નેશિયમથી સમૃદ્ધ મેફિક અને અલ્ટ્રામાફિક રચનાઓ સાથે સિલિકેટ લાવા હોય છે, જેમાં સલ્ફર અને સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ જેવા વોલેટાઇલ્સ પૃથ્વી પર પાણી અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ જેવી જ ભૂમિકા ભજવે છે. નીચેની ભ્રમણકક્ષા દરમિયાન, ગેલિલિયોને જાણવા મળ્યું કે સ્તંભ ઓર્થોપાયરોક્સિન જેવા સિલિકેટ ખનિજોથી બનેલા નવા, ઘેરા પાયરોક્લાસ્ટિક થાપણથી ઘેરાયેલો હતો. નિયર-ઇન્ફ્રારેડ મેપિંગ સ્પેક્ટ્રોમીટર (એનઆઇએમએસ) એ પ્રાથમિક મિશન દરમિયાન સંખ્યાબંધ પ્રસંગોએ આઇઓનું નિરીક્ષણ કર્યું હતું, તેના જ્વાળામુખી થર્મલ ઉત્સર્જનનું મેપિંગ કર્યું હતું અને સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ હિમના વિતરણનું નિરીક્ષણ કર્યું હતું, જેનું શોષણ બેન્ડ આઇઓની નજીકના ઇન્ફ્રારેડ સ્પેક્ટ્રમ પર પ્રભુત્વ ધરાવે છે. ડિસેમ્બર 1997માં, નાસાએ ગેલિલિયો માટે ગેલિલિયો યુરોપા મિશન તરીકે ઓળખાતા વિસ્તૃત મિશનને મંજૂરી આપી હતી, જે પ્રાથમિક મિશનના અંત પછી બે વર્ષ સુધી ચાલ્યું હતું. આ વિસ્તૃત મિશનનું ધ્યાન સંભવિત ઉપ-સપાટીના જળ મહાસાગરના નવા પુરાવા શોધવા માટે સાત વધારાના ફ્લાયબાઈ સાથે યુરોપા ખાતે કરવામાં આવેલી શોધોને અનુસરવાનું હતું. મે 1999માં શરૂ કરીને, ગેલિલિયોએ તેની પેરિયાપ્સને ઓછી કરવા માટે કેલિસ્ટો સાથે ચાર ફ્લાયબાઈ (20 થી 23) નો ઉપયોગ કર્યો હતો, જેણે 1999ના અંતમાં બે વાર આઇઓ દ્વારા ઉડાન ભરવાની તક ઊભી કરી હતી. ગેલિલિયોની 21મી ભ્રમણકક્ષા દરમિયાન, તેણે જોવિયન વિરોધી ગોળાર્ધ (આઇઓની "દૂર" બાજુ) નું ત્રણ રંગનું વૈશ્વિક મોઝેક પ્રાપ્ત કર્યું, જે આઇઓનું અત્યાર સુધીનું સૌથી વધુ રીઝોલ્યુશન અવલોકન છે. આ મોઝેક વોયેજર 1 દ્વારા મેળવેલા કવરેજને પૂરક બનાવે છે, જેના ઉચ્ચતમ રીઝોલ્યુશન અવલોકનો આયોના પેટા-જોવિયન ગોળાર્ધને આવરી લે છે. 1999ના અંતમાં, 11 ઓક્ટોબર અને 26 નવેમ્બરના રોજ ગેલિલિયોના બે ફ્લાયબાઇએ આયોના જોવિયન વિરોધી ગોળાર્ધ પર વિવિધ જ્વાળામુખી અને પર્વતોની ઉચ્ચ-રીઝોલ્યુશન છબીઓ અને સ્પેક્ટ્રા પ્રદાન કર્યા હતા. કેમેરાને પ્રથમ એન્કાઉન્ટર દરમિયાન વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાતા ઇમેજ મોડમાં સમસ્યાનો સામનો કરવો પડ્યો હતો, જેના કારણે લેવામાં આવેલી મોટાભાગની છબીઓ ખૂબ જ ખરાબ થઈ ગઈ હતી (જોકે આમાંની કેટલીક છબીઓને આંશિક રીતે પુનઃપ્રાપ્ત કરવા માટે સોફ્ટવેર અલ્ગોરિધમ વિકસાવવામાં આવ્યું હતું). એનઆઇએમએસને આઇઓ નજીક ઉચ્ચ-વિકિરણ વાતાવરણને કારણે પણ સમસ્યાઓ હતી, જેમાં હાર્ડવેરની નિષ્ફળતા સહન કરવી પડી હતી, જેના કારણે તેણે નમૂના લીધેલા નજીકના ઇન્ફ્રારેડ તરંગલંબાઇની સંખ્યા મર્યાદિત થઈ ગઈ હતી. છેવટે, ઇમેજિંગ કવરેજ લો-ડેટા રેટ પ્લેબેક (ગેલિલિયોને દરેક એન્કાઉન્ટરના દિવસોથી લઈને અઠવાડિયાઓ પછી દરેક ભ્રમણકક્ષાના અપોપ્સ લેગ પર ડેટા ટ્રાન્સમિટ કરવા માટે દબાણ) દ્વારા મર્યાદિત કરવામાં આવ્યું હતું, અને એક ઘટના દ્વારા જ્યારે કિરણોત્સર્ગને કારણે અવકાશયાનના કમ્પ્યુટરને ફરીથી સેટ કરવાની ફરજ પડી હતી અને તેને નવેમ્બર 1999ના એન્કાઉન્ટર દરમિયાન સલામત સ્થિતિમાં મૂકવામાં આવ્યું હતું. તેમ છતાં, ગેલિલિયોએ સદભાગ્યે નવેમ્બર ફ્લાયબાઈ દરમિયાન ત્વશ્ટાર પટેરે ખાતે વિસ્ફોટની કલ્પના કરી હતી, જેમાં લાંબા અને ઊંચા લાવા ફુવારાઓના પડદાનું નિરીક્ષણ કર્યું હતું. 22 ફેબ્રુઆરી, 2000ના રોજ વધુ એક એન્કાઉન્ટર કરવામાં આવ્યું હતું. ગેલિલિયોના રિમોટ સેન્સિંગ સાધનોમાં કોઈ નવી ભૂલો ન હોવાથી, કોઈ સલામતીની ઘટનાઓ ન હોવાને કારણે અને આગામી સેટેલાઇટ એન્કાઉન્ટર પહેલાં ફ્લાયબાઈ પછી વધુ સમય જતાં, ગેલિલિયો વધુ ડેટા પ્રાપ્ત કરવામાં અને પાછા મોકલવામાં સક્ષમ હતો. આમાં પ્રોમેથિયસ, અમીરાની અને ત્વાસ્તર ખાતે લાવા પ્રવાહ દરની માહિતી, ચેક પટેરાની ખૂબ જ ઉચ્ચ રીઝોલ્યુશન ઇમેજિંગ અને બુલિકેમ રિજિયોમાં સ્તરવાળી ભૂપ્રદેશ, અને કામાક્સ્ટલી પટેરા, ઝાલ પટેરા અને શમ્શુ પટેરાની આસપાસના પર્વતો અને ભૌગોલિક સ્થિતિનું મેપિંગ સામેલ છે. ફેબ્રુઆરી 2000ના એન્કાઉન્ટર પછી, ગુરુ ખાતે ગેલિલિયોના મિશનને ગેલિલિયો મિલેનિયમ મિશન સાથે બીજી અને અંતિમ વખત લંબાવવામાં આવ્યું હતું. આ વિસ્તૃત મિશનનું કેન્દ્ર ગેલિલિયો અને કેસિની બંને દ્વારા જોવિયન પ્રણાલીનું સંયુક્ત નિરીક્ષણ હતું, જેણે 30 ડિસેમ્બર, 2000ના રોજ શનિના માર્ગમાં ગુરુની દૂરની ઉડાન ભરી હતી. આઇઓના સંયુક્ત અવલોકનો દરમિયાન થયેલી શોધોએ ત્વાસ્તર ખાતે એક નવો ઝરણો જાહેર કર્યો અને આઇઓના ઓરોરામાં આંતરદૃષ્ટિ પ્રદાન કરી. કેસિની ફ્લાયબાઈ દરમિયાન ગેલિલિયો દ્વારા કરવામાં આવેલા દૂરના ઇમેજિંગમાં પેલેની આસપાસના જેવા જ નવા લાલ રિંગ પ્લુમ ડિપોઝિટનો ખુલાસો થયો હતો, જે ઇઓના ધ્રુવીય પ્રદેશોમાં જોવા મળતા આ પ્રકારનાં પ્રથમ પૈકીનું એક હતું, જોકે ગેલિલિયો પછીથી ઓગસ્ટ 2001માં દાઝબોગ પટેરાની આસપાસ સમાન ડિપોઝિટનું નિરીક્ષણ કરશે. ગેલિલિયોએ ગેલિલિયો મિલેનિયમ મિશન દરમિયાન 6 ઓગસ્ટ અને 16 ઓક્ટોબર, 2001 અને 17 જાન્યુઆરી, 2002ના રોજ આયોના ત્રણ વધારાના ફ્લાયબાઈનું પ્રદર્શન કર્યું હતું. 2001માં બંને અથડામણોએ ગેલિલિયોને આઇઓના ધ્રુવીય પ્રદેશોને નજીકથી અવલોકન કરવાની મંજૂરી આપી હતી, જોકે ઓગસ્ટ 2001ના ફ્લાયબાઈનું ઇમેજિંગ કેમેરાની ખામીને કારણે ખોવાઈ ગયું હતું. મેગ્નેટોમીટરની માહિતીએ પુષ્ટિ કરી હતી કે આઇઓમાં આંતરિક ચુંબકીય ક્ષેત્રનો અભાવ છે, જોકે 2009માં આ માહિતીના પછીના વિશ્લેષણમાં ગુરુના મેગ્નેટોસ્ફિયર અને આયોના એસ્થેનોસ્ફિયરમાં સિલિકેટ મેગ્મા મહાસાગર વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા પેદા થયેલ પ્રેરિત ચુંબકીય ક્ષેત્રના પુરાવા જાહેર થયા હતા. ઓગસ્ટ 2001ના ફ્લાયબાઈ દરમિયાન, ગેલિલિયોએ નવા રચાયેલા થોર જ્વાળામુખીના બાહ્ય ભાગોમાંથી ઉડાન ભરી હતી, જેનાથી આયોની જ્વાળામુખીની સામગ્રીની રચનાનું પ્રથમ સીધું માપન થઈ શક્યું હતું. ઓક્ટોબર 2001ના એન્કાઉન્ટર દરમિયાન, ગેલિલિયોએ નવા થોર વિસ્ફોટ સ્થળ, ગિશ બાર પટેરા ખાતે એક મુખ્ય નવા લાવા પ્રવાહ અને પેલે ખાતે લાવા તળાવની છબી બનાવી હતી. એન્કાઉન્ટર પહેલાંની સલામતીની ઘટનાને કારણે, જાન્યુઆરી 2002 ફ્લાયબાઈ માટે આયોજિત લગભગ તમામ અવલોકનો ખોવાઈ ગયા હતા. યુરોપિયન જીવાવરણના સંભવિત જૈવિક દૂષણને રોકવા માટે, ગેલિલિયો મિશન 23 સપ્ટેમ્બર, 2003 ના રોજ સમાપ્ત થયું જ્યારે અવકાશયાન ઇરાદાપૂર્વક ગુરુમાં તૂટી પડ્યું હતું. પોસ્ટ-ગેલિલિયોઃ ગેલિલિયો મિશનના અંત પછી, ખગોળશાસ્ત્રીઓએ હવાઈમાં કેક ટેલિસ્કોપ અને ચિલીમાં યુરોપિયન સધર્ન ઓબ્ઝર્વેટરીમાંથી અનુકૂલનશીલ ઓપ્ટિક્સ ઇમેજિંગ સાથે આયોના સક્રિય જ્વાળામુખીનું નિરીક્ષણ કરવાનું ચાલુ રાખ્યું છે, તેમજ હબલ ટેલિસ્કોપમાંથી ઇમેજિંગ પણ કર્યું છે. આ તકનીકોનો ઉપયોગ થર્મલ ઉત્સર્જનનું નિરીક્ષણ કરવા અને પેલે અને ત્વાસ્તર જેવા જ્વાળામુખીઓ પર વાયુઓની રચનાને માપવા માટે થાય છે. ફેબ્રુઆરી 2001માં કેક ટેલિસ્કોપમાંથી લેવામાં આવેલી ઇમેજિંગમાં જ્વાળામુખી સુર્ત ખાતે આઇઓ અથવા પૃથ્વી પર આધુનિક સમયમાં જોવા મળેલો સૌથી શક્તિશાળી જ્વાળામુખી ફાટી નીકળ્યો હોવાનું બહાર આવ્યું હતું. આગામી દાયકામાં ઓનલાઈન આવતા પૃથ્વી આધારિત ટેલીસ્કોપ, જેમ કે મૌના કિયા ઓબ્ઝર્વેટરી ખાતે ત્રીસ મીટર ટેલિસ્કોપ, આઇઓના જ્વાળામુખીના વધુ વિગતવાર અવલોકનો પ્રદાન કરશે, જે ગેલિલિયોના નજીકના આઇઆર સ્પેક્ટ્રોમીટર દ્વારા પ્રાપ્ત ઠરાવની નજીક પહોંચશે. આયોના વાતાવરણના હબલ અલ્ટ્રાવાયોલેટ, મિલીમીટર-વેવ અને ગ્રાઉન્ડ-આધારિત મધ્ય-ઇન્ફ્રારેડ અવલોકનોએ ઉપગ્રહના વિષુવવૃત્ત અને તેના ધ્રુવીય પ્રદેશો સાથેના તેજસ્વી, હિમથી ઢંકાયેલા પ્રદેશો વચ્ચે મજબૂત ઘનતા વિજાતીયતા જાહેર કરી છે, જે વધુ પુરાવા પૂરા પાડે છે કે આયોનિયન વાતાવરણ આયોની સપાટી પર સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ હિમના ઉષ્ણતામાન દ્વારા સમર્થિત છે. ન્યૂ હોરાઇઝન (2007) ધ ન્યૂ હોરાઇઝન અવકાશયાન, પ્લુટો અને કુઇપર પટ્ટાના માર્ગમાં, 28 ફેબ્રુઆરી, 2007ના રોજ ગુરુ પ્રણાલી દ્વારા ઉડાન ભરી હતી, જે આયોની નજીક 100 કિમી અંતર સુધી પહોંચ્યું હતું. એન્કાઉન્ટર દરમિયાન, આઇઓના અસંખ્ય દૂરસ્થ અવલોકનો મેળવવામાં આવ્યા હતા, જેમાં પિક્સેલ દીઠ ટોચના રિઝોલ્યુશન સાથે દૃશ્યમાન ઇમેજિંગનો સમાવેશ થાય છે. ગેલિલિયોની જેમ ડિસેમ્બર 2000માં એન્કાઉન્ટર દરમિયાન આઇઓ અને કેસિનીના નવેમ્બર 1999ના ફ્લાયબાઈ દરમિયાન, ન્યૂ હોરાઇઝન્સે 1999ના લાવા પડદા જેવા જ સ્થળે મોટા વિસ્ફોટ દરમિયાન ત્વાસ્તરને પકડી લીધો હતો. ટ્વાશ્ટરની આયોના ઉત્તર ધ્રુવની નિકટતા અને તેના મોટા કદને કારણે, ન્યૂ હોરાઇઝનમાંથી આઇઓની મોટાભાગની છબીઓએ ટ્વાશ્ટર પર એક વિશાળ પ્લુમ દર્શાવ્યું હતું, જે 1979માં પેલેના પ્લુમના અવલોકનો પછી આયોનિયન જ્વાળામુખીના પ્લુમ્સના સૌથી મોટા વર્ગનું પ્રથમ વિગતવાર નિરીક્ષણ પૂરું પાડે છે. ન્યૂ હોરાઇઝન્સે વિસ્ફોટના પ્રારંભિક તબક્કામાં ગિર્રુ પટેરા નજીક જ્વાળામુખીની છબીઓ પણ કબજે કરી હતી, અને ગેલિલિયો પછીના ઘણા જ્વાળામુખી વિસ્ફોટોથી સપાટીમાં ફેરફાર થયો છે, જેમ કે શાંગો પટેરા, કુર્દાલાગોન પટેરા અને લર્ના રિજિયો. જેમિની ટેલિસ્કોપ સાથેના એક અભ્યાસમાં જાણવા મળ્યું છે કે ગુરુ સાથે ગ્રહણ દરમિયાન આઇઓનું એસ. ઓ. 2 વાતાવરણ તૂટી પડે છે. ચંદ્રગ્રહણ પછીની તેજસ્વીતા, જે ભૂતકાળમાં ઘણી વખત જોવા મળી છે, તે કેસીની અવકાશયાનમાં એક સાધનનો ઉપયોગ કરીને નજીકના ઇન્ફ્રારેડ તરંગલંબાઇમાં મળી આવી હતી. જુનો અવકાશયાન જુનો અવકાશયાન 2011 માં લોન્ચ કરવામાં આવ્યું હતું અને 5 જુલાઈ, 2016 ના રોજ ગુરુની આસપાસ ભ્રમણકક્ષામાં પ્રવેશ્યું હતું. જુનોસ મિશન મુખ્યત્વે ગુરુના આંતરિક, ચુંબકીય ક્ષેત્ર, ઓરોરા અને ધ્રુવીય વાતાવરણની આપણી સમજણને સુધારવા પર કેન્દ્રિત છે. ગુરુના ધ્રુવીય પ્રદેશોને વધુ સારી રીતે દર્શાવવા અને ગ્રહના કઠોર આંતરિક કિરણોત્સર્ગ પટ્ટાઓ સાથે તેના સંપર્કને મર્યાદિત કરવા માટે, ગુરુના ચંદ્ર સાથેના નજીકના મુકાબલાને મર્યાદિત કરવા માટે જુનોસની 54-દિવસની ભ્રમણકક્ષા અત્યંત વળાંકવાળી અને અત્યંત વિચિત્ર છે. તેના પ્રાથમિક મિશન દરમિયાન, જે જૂન 2021 સુધી ચાલે છે, જુનોસ આઇઓની અત્યાર સુધીની સૌથી નજીકનો અભિગમ 17 ફેબ્રુઆરી, 2020ના રોજ પેરીજોવ 25 દરમિયાન 1,95,000 કિલોમીટરના અંતરે આવ્યો હતો, જ્યારે આઇઓ ગુરુની છાયામાં હતો ત્યારે જીરામ સાથે નજીક-ઇન્ફ્રારેડ સ્પેક્ટ્રોમેટ્રી પ્રાપ્ત કરી હતી. જાન્યુઆરી 2021માં, નાસાએ સત્તાવાર રીતે જૂનો મિશનને સપ્ટેમ્બર 2025 સુધી લંબાવ્યું હતું. જ્યારે જુનોસની ભ્રમણકક્ષા અવકાશયાનને આઇઓ અને ગુરુના અન્ય મુખ્ય ચંદ્રના ભ્રમણકક્ષાના વિમાનોથી દૂર રાખે છે, ત્યારે તેની ભ્રમણકક્ષા પૂર્વપ્રક્રિયા કરી રહી છે જેથી ગુરુની નજીકનો અભિગમ બિંદુ વધતા અક્ષાંશો પર હોય અને તેની ભ્રમણકક્ષાના ચડતા નોડ દરેક ભ્રમણકક્ષા સાથે ગુરુની નજીક આવી રહ્યા હોય. આ ભ્રમણકક્ષાની ઉત્ક્રાંતિ જૂનોને વિસ્તૃત મિશન દરમિયાન ગેલિલીયન ઉપગ્રહો સાથે શ્રેણીબદ્ધ નજીકથી સામનો કરવાની મંજૂરી આપશે. 30 ડિસેમ્બર, 2023 અને 3 ફેબ્રુઆરી, 2024 ના રોજ જુનોસના વિસ્તૃત મિશન માટે આઇઓ સાથે બે નજીકના એન્કાઉન્ટરનું આયોજન કરવામાં આવ્યું છે, બંને 1,500 કિલોમીટરની ઊંચાઈ સાથે. જુલાઈ 2022 અને મે 2025 વચ્ચે 11,500 અને 90,000 કિલોમીટરની વચ્ચેની ઊંચાઈ સાથે નવ વધારાના એન્કાઉન્ટરનું પણ આયોજન કરવામાં આવ્યું છે. આ અથડામણોનો પ્રાથમિક ધ્યેય ડોપ્લર ટ્રેકિંગનો ઉપયોગ કરીને આઇઓના ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રની આપણી સમજણમાં સુધારો કરવાનો અને આઇઓની સપાટીની છબી બનાવવાનો હશે જેથી આઇઓ છેલ્લે 2007 માં નજીકથી જોવામાં આવ્યો હતો ત્યારથી સપાટીના ફેરફારોની શોધ કરી શકાય. કેટલીક ભ્રમણકક્ષાઓ દરમિયાન, જૂનોએ આયોના જ્વાળામુખીમાંથી થર્મલ ઉત્સર્જન પર નજર રાખવા માટે જ્વાળામુખીના પ્લુમ્સ અને નજીકના ઇન્ફ્રારેડ સ્પેક્ટ્રોમીટર અને ઇમેજર, જીરામને શોધવા માટે વાઈડ-એંગલ, વિઝિબલ-લાઇટ કેમેરા, જુનોકેમનો ઉપયોગ કરીને દૂરથી આઇઓનું નિરીક્ષણ કર્યું છે. જીરામ નિયર-ઇન્ફ્રારેડ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપીએ અત્યાર સુધી આઇઓની સપાટી પર સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ હિમના બરછટ મેપિંગ માટે તેમજ 2,1 અને 2.65 માઇક્રોન પર સૂર્યપ્રકાશને નબળા રીતે શોષતા નાના સપાટી ઘટકોનું મેપિંગ કરવાની મંજૂરી આપી છે. ભવિષ્યના મિશન જોવિયન સિસ્ટમ માટે આગામી બે મિશનની યોજના છે. જ્યુપિટર આઈસ મૂન એક્સપ્લોરર (JUICE) એ યુરોપિયન સ્પેસ એજન્સીનું જોવિયન સિસ્ટમ માટેનું એક આયોજિત મિશન છે જેનો હેતુ ગેનીમેડ ભ્રમણકક્ષામાં સમાપ્ત થવાનો છે. JUICEનું પ્રક્ષેપણ 2022 માટે નિર્ધારિત છે, જેમાં ગુરુના આગમનનું આયોજન ઓક્ટોબર 2029 માટે કરવામાં આવ્યું છે. JUICE આઇઓ દ્વારા ઉડાન ભરશે નહીં, પરંતુ તે તેના સાધનોનો ઉપયોગ કરશે, જેમ કે નેરો-એંગલ કેમેરા, આઇઓની જ્વાળામુખીની પ્રવૃત્તિ પર નજર રાખવા અને ગેનીમેડ ભ્રમણકક્ષા દાખલ કરતા પહેલા મિશનના બે વર્ષના ગુરુ-પ્રવાસ તબક્કા દરમિયાન તેની સપાટીની રચનાને માપવા માટે. યુરોપા ક્લિપર એ ગુરુના ચંદ્ર યુરોપા પર કેન્દ્રિત જોવિયન પ્રણાલી માટેનું નાસાનું આયોજિત મિશન છે. JUICE ની જેમ, યુરોપા ક્લિપર આઇઓની કોઈપણ ફ્લાયબાઈઝ કરશે નહીં, પરંતુ દૂરના જ્વાળામુખીની દેખરેખની શક્યતા છે. યુરોપા ક્લિપર પ્રક્ષેપણ વાહનના આધારે 2020 ના દાયકાના અંતમાં અથવા 2030 ના દાયકાની શરૂઆતમાં ગુરુ પર આગમન સાથે 2025 માં પ્રક્ષેપણની યોજના ધરાવે છે. આઇઓ માટે એક સમર્પિત મિશન, જેને આઇઓ વોલ્કેનો ઓબ્ઝર્વર (આઈવીઓ) કહેવાય છે, તેને ડિસ્કવરી પ્રોગ્રામ માટે જ્યુપિટર ઓર્બિટર તરીકે પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યું છે જે 3.5 વર્ષમાં આઇઓની ઓછામાં ઓછી દસ ફ્લાયબાઈઝ કરશે. 2020 માં, 2019 ડિસ્કવરી મિશન કૉલના ભાગ રૂપે, IVO ને તબક્કા A અભ્યાસ ચાલુ રાખવા માટેના ચાર મિશનમાંથી એક તરીકે પસંદ કરવામાં આવ્યું હતું. જો તેને ઉડવા માટે પસંદ કરવામાં આવે, તો તે આયોના સક્રિય જ્વાળામુખી અને તેના વૈશ્વિક ઉષ્મા પ્રવાહ, તેના પ્રેરિત ચુંબકીય ક્ષેત્ર, તેના લાવાનું તાપમાન અને તેના વાતાવરણની રચના, જ્વાળામુખી અને લાવાઓનું માપન કરીને સમગ્ર ગુરુ પ્રણાલી પરની અસરનું અન્વેષણ કરશે. તેની પ્રાથમિક પ્રક્ષેપણ વિંડો સાથે, તે જાન્યુઆરી 2029 માં લોન્ચ થશે અને 2 ઓગસ્ટ, 2033 ના રોજ ગુરુ પર પહોંચશે. આઇઓ સંદર્ભોના ગુરુ જ્વાળામુખીનું સંશોધન આઇઓ (ચંદ્ર) સ્પેસફ્લાઇટ ડિસ્કવરી અને સૌર મંડળનું સંશોધન પણ જુઓ.