Космический аппарат «Улисс» был сконструирован для изучения Солнца, а не Юпитера. Но для того чтобы достичь на своей сильно наклоненной орбите полюсов Солнца, ему нужна была мощная гравитационная «рогатка» от Юпитера, и он, проходя вблизи этой планеты, с большой эффективностью использовал свои инструменты для ее исследования — передал много данных о магнитосфере Юпитера, его радиационных поясах и плазменных областях. Теперь «Улисс» находится на высокой полярной орбите около Солнца и занимается исследованием светила.
Основной задачей аппарата «Кассини» является исследование планеты Сатурн и его спутника Титана. На его борту находится зонд под названием «Гюйгенс». На орбите Сатурна зонд отделится от «Кассини» и начнет входить в атмосферу Титана с целью его исследования. «Кассини» несет на своем борту также множество научных инструментов, способных получать изображения видимой и инфракрасной областей спектра, исследовать космическую пыль и плазму, изучать магнитосферу и проводить другие научные исследования. Телеметрия от коммуникационной антенны, а также другие специальные передатчики будут использованы для того, чтобы выполнять наблюдения за атмосферой Титана и Сатурна и измерять поля гравитации планет и их спутников.
«Кассини» был запущен 13 октября 1997 года и, пролетая на расстоянии около 10 млн. км от Юпитера, в течение месяца вел съемку этой планеты в разных диапазонах длин волн. Полученные данные, передаваемые им на Землю, свидетельствовали о том, что на Юпитере происходят загадочные явления, которым пока нет четкого объяснения. Так, при съемке северной приполярной области Юпитера в ультрафиолетовых лучах было обнаружено непонятное темное пятно. «Кассини» снимал его в период с 1 октября по 15 декабря 2000 года, в результате чего получился целый фильм, из которого видно, что пятно немного перемещается, не выходя при этом из приполярной зоны. По мнению ученых, это скорее всего некая химическая неоднородность или вихрь. Пятно пространственно совпадает с центром рентгеновского полярного сияния Юпитера, поэтому специалисты полагают, что в этом пятне могут находиться молекулы углеводородных соединений, образованных при взаимодействии газов атмосферы Юпитера и заряженных частиц, в результате чего и появляется полярное сияние. По своим размерам пятно больше нашей Земли. В окрестностях Юпитера «Кассини» вел исследования магнитного поля этой планеты и окружающих ее радиационных поясов.
Видеопоследовательность, составленная из 1 200 снимков Юпитера, полученных «Кассини», позволяет судить о полярной погоде планеты-гиганта как о необычайно устойчивом явлении. «Кассини» вынужден был проводить фотосъемку в инфракрасном диапазоне для того, чтобы пробиться через верхний покров планеты и показать находящиеся под ним облака в черно-белом режиме. В видеопоследовательность длиной менее минуты были включены изображения, полученные за 70 дней.
Данные, записанные масс-спектрометром «Кассини» во время полета в окрестностях Юпитера, показывают, что в его окрестностях имеется огромное облако газа вулканического происхождения. Оно протянулось от Ио (самого близкого из четырех крупных спутников Юпитера) в сторону внешнего космоса на расстояние порядка 150 млн. км. Это плоды извержений многочисленных вулканов Ио.
Американский космический аппарат «Галилео» непосредственно предназначен для исследования атмосферы и магнитосферы Юпитера и детального фотографирования его спутников. Он был сконструирован из трех сегментов, которые помогли сконцентрировать внимание на перечисленных аспектах: атмосферном зонде, невращающемся секторе орбитального аппарата, несущего камеру, и других датчиках, вращающихся в трех плоскостях главной секции, которая включает инструменты, сконструированные для измерения полей и частиц, в тот момент, когда «Галилео» будет лететь прямо через них. Разделение на две части необходимо для магнитосферных экспериментов, во время которых нужно сделать измерения при быстром вращении, обеспечив в то же время стабильность и фиксированную ориентацию для камеры и других детекторов.
Научные инструменты, измеряющие поля и частицы, вместе с главной антенной, энергетическим обеспечением, силовыми модулями и компьютерами установлены во вращающейся секции. Это — магнитометры, инструменты для обнаружения низкоэнергетичных заряженных частиц, плазменный волновой детектор, улавливающий генерируемые частицами волны, детектор высокоэнергетичных частиц, детектор космической и юпитерианской пыли, счетчик тяжелых ионов, приборы, оценивающие потенциальный риск от заряженных частиц, через потоки которых пролетает космический аппарат. Невращающаяся секция содержит инструменты и другое оборудование, деятельность которого зависит от стабильности и фиксированной ориентации: приборы для получения спектральных изображений атмосферы и химического анализа поверхности лун, ультрафиолетовый спектрометр, фотополяриметр-радиометр для измерения поглощенной и излученной энергии. Система камер дает изображения спутников Юпитера с разрешением от 20 до 1000 раз лучшим, чем были получены с «Вояджеров».
В декабре 1995 года «Галилео» прибыл к Юпитеру, по команде с Земли от него отделился спускаемый зонд, проникший в атмосферу планеты на 156 км и функционировавший там 57 мин., в течение которых передавал данные. А орбитальный модуль «Галилео» стал искусственным спутником Юпитера и уже более 6 лет прилежно несет свою службу на юпитерианской орбите. За время своего полета «Галилео» получил огромное количество информации и открыл новый мощный пояс радиации на расстоянии примерно 50 000 км от верхних облаков Юпитера. Используя данные с зонда, погруженного в верхние облачные слои Юпитера, ученые обнаружили, что грозовые штормы его во много раз мощнее земных и что в юпитерианской атмосфере меньше воды, чем предполагалось ранее. Оказывается, на Юпитере имеются как сухие, так и влажные области и содержание воды в гигантской газовой планете изменяется почти так же, как меняется влажность и на Земле.
Помимо этого, «Галилео» впервые обнаружил над Юпитером необычное облако, состоящее из чистых аммиачных льдинок, и это притом, что атмосфера Юпитера содержит газообразный аммиак. Это ледяное облако было замечено недалеко от Большого Красного Пятна на инфракрасных фотографиях, сделанных еще во время первого витка «Галилео» вокруг Юпитера. Причем облако это, получившее название Turbulent Wake Anomaly, несмотря на сильные ветры, дующие в этом районе, имеет довольно стабильную структуру. Дальнейшие исследования с помощью спектрометра показали, что облако имеет очень высокую концентрацию частиц аммиачного льда, а его толщина составляет около 15 км.
По размерам Ио немного превосходит Луну и является самым близким к Юпитеру из всех его крупных спутников. Совсем недавно «Галилео» получил новые фотографии извержения вулкана, происходящего на Ио. С ноября 1999-го многие детали на поверхности, в том числе несколько темных пятен, успели заметно измениться. Особенности внутреннего строения Ио, порождающие его активный вулканизм, продолжают исследоваться. Недавно было принято решение продлить работу станции «Галилео» по исследованию спутников Юпитера с пролетной траектории до 2003 года, когда миссия завершится погружением аппарата в атмосферу планеты.
Европа по своим размерам почти равна Луне, но ее ледяная поверхность намного ровнее, на ней гораздо меньше возвышенностей, или больших ударных кратеров. По-видимому, геологическая активность на поверхности Европы загладила следы этих столкновений.
Изображения и данные, полученные «Галилео», показывают, что под поверхностью льда может существовать жидкий океан. Чтобы проверить предположения о том, что в нем может или могла существовать жизнь, НАСА начало предварительную разработку космического аппарата «Европа Орбитер», который с помощью радара должен будет определить толщину ледяного слоя. Если она окажется не слишком велика, то во время следующего полета может быть предпринята попытка сброса гидророботов, которые пробурят верхний слой льда, чтобы достичь океана.