Mehr als zwei Drittel aller erfolgreichen interplanetaren Sonden besuchten bisher die terrestrischen Planeten, Flüge zu Zielen jenseits der Umlaufbahn des Mars sind dagegen deutlich seltener. Nur sechs Missionen hatten bislang die Gasplaneten Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun zum Ziel, wovon wiederum nur jeweils eine Sonde in eine Umlaufbahn um Jupiter oder Saturn gelangte. Die Übrigen begnügten sich mit den kurzen und einmaligen Beobachtungszeiten bei Vorbeiflügen.

Als erste Sonden schickte die US-Raumfahrtbehörde NASA im Jahr 1972 Pioneer 10 und ein Jahr später seinen Zwilling Pioneer 11 auf den Weg. Beide sollten erstmals den Asteroidengürtel durchqueren und nahe an Jupiter und seinen großen Trabanten vorbeifliegen. Pioneer 11 holte zudem an Jupiter Schwung, um danach zum Saturnsystem zu gelangen. Nach dem Abheben wurden die Sonden von der Trägerrakete direkt in den Transferorbit zu Jupiter eingeschossen, mit der damaligen Rekordgeschwindigkeit von 14,4 Kilometern pro Sekunde, und sie erreichten nach nur 21 beziehungsweise 20 Monaten ihr Ziel. Pioneer 10 flog Anfang Dezember 1973 in nur 130000 Kilometer Entfernung über die Atmosphäre Jupiters. Dabei machte ein relativ einfaches Kamerasystem zahlreiche Bilder, die ab einem Abstand von weniger als 2,5 Millionen Kilometern mehr Details enthielten als die damals besten von der Erde aus gewonnenen Aufnahmen des Riesenplaneten. In seiner Nähe registrierten die Instrumente der Sonde im Strahlungsgürtel sehr hohe Teilchendichten, ohne dass sie ernsthaften Schaden nahmen.

Bei Pioneer 11 entschied sich die NASA für eine Annäherung bis auf 43000 Kilometer, wobei das Raumfahrzeug über den Südpol kommend Jupiter nach Norden hin verließ (siehe Bild auf der rechten Seite). Durch den sehr nahen Vorbeiflug erhöhte Pioneer 11 seine Geschwindigkeit, stieg über die Ebene der Ekliptik auf und gelangte so auf die der Sonne gegenüberliegende Seite. Dort passierte die Sonde im September 1979 Saturn in einer Entfernung von nur 21000 Kilometern.

Durch ihre Planetenpassagen hatten Pioneer 10 und 11 die heliozentrische Fluchtgeschwindigkeit erreicht, die sie aus dem Sonnensystem hinausführen. Im März 1997 endete offiziell die Mission von Pioneer 10, ihre letzten schwachen Funksignale wurden im Januar 2003 aus einer Entfernung von zwölf Milliarden Kilometern aufgefangen. Das letzte Signal von Pioneer 11 war bereits Ende 1995 aus 6,5 Milliarden Kilometern empfangen worden. Jedes Jahr kommen die Sonden dem Rand des Sonnensystems näher, wobei Pioneer 10 einen Weg zum Sternbild Stier eingeschlagen hat, während sich Pioneer 11 in entgegengesetzter Richtung bewegt und im Sternbild Schild zu finden ist. Als Hinweis auf ihren Ursprung führen sie jeweils eine Plakette mit sich, welche die Lage und Mitglieder des Sonnensystems, den Ursprung der Sonden, ein Wasserstoffatom mit Informationen zur Entschlüsselung der Plakette sowie eine Darstellung einer Frau und eines Mannes enthält ...