1973年4月6日，美国发射先驱者11号探测飞船，执行飞掠木星（1974年12月）和土星（1979）年的使命；1977年8月20日又发射了旅行者2号探测飞船，半月后又发射旅行者1号探测飞船。后发射的旅行者1号于1979年3月5日先行到达木星，同年7月9日旅行者2号也到达木星。
旅行者1号从木星云顶286000公里上空飞越，提供了木星系统的新信息。木星的大气是复杂的，由氢和氦组成的稠密大气层之上是色彩斑斓的云层；木星大气的运动比预计的更加汹涌，似乎受到云顶底下深处某种力的控制；足以容纳几个地球的大红斑，是一个巨大的大气风暴，每隔6天沿逆时针方向转动一次；已发现木星周围有一个29到30公里厚的薄环。最大的意外是，在木卫1这个木星卫星上至少有九座活火山，有些火山的火焰高达280公里。其他已调查的木星卫星包括木卫3、木卫2和木卫4。木卫3的直径达5200公里，比土星卫星土卫6大，是太阳系内最大的行星卫星。
旅行者2号从距木星云顶643000公里之内飞越木星，探测了条纹状的云、红斑、“白卵”、木星环（旅行者1号已发现的）和木卫1、木卫2、木卫4、木卫3和木卫5。另外旅行者1号和2号还发现三颗新的木星卫星、极光和像地球上特大闪电一样的云顶闪电。
木星的密度很低，只是地球密度的0.24倍，对木星的就近探测证实它的主要成分氢和氦。它是一颗由液态氢构成的巨大星球，除了有一个很小、可能是熔融的岩核以外，没有探测到任何的固体表面。(www.xing528.com)
木星大气中，82%是氢，17%是氦，其他成分仅占1%左右。这层大气层厚度约965公里。在木星云顶层之下965公里处，气态氢在摄氏1999度的温度和巨大的压力下，变成了液态氢；大约在25000公里的深处，液态氢在摄氏11000度的温度和300万个大气压下，变成了固态金属氢。木星上的氢和氦挥发得很少，基本上保持了原始星云的化学组成，内部是处在高温高压下的液态氢。
虽然先驱者和旅行者姐妹探测飞船成功地拍摄了有关木星及其卫星外貌和大气层的大量清晰照片，把人类对木星的认识向前推进了一大步，但是由于木星的云顶比较厚，无法弄清大气下层气体的状态，无从了解大气层内部各种状态参数随高度的变化，至今仍有许多奇特的现象无法得到合理的解释。为此，美国决定设计伽利略号探测飞船，用它对木星系统进行更详细的就近考察和科学探测，以进一步揭开木星世界之谜。
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