上回我们讲到了“旅行者1号”和“旅行者2号”的研制和发射，这次我们就来说说这姐妹俩的征程——探访太阳系四大气态行星。
弗兰卓对外行星运行位置的草稿显示在70年代后期，木星，土星，天王星，和海王星这四颗外行星将出现在一条轨迹线上，届时NASA如果在1977年发射一个飞行器，可以仅通过这一个项目就探索到四颗外行星。这架飞行器将通过弹弓效应依次绕过四颗外行星，整个过程仅需要10到12年。于此相较，如果发射一架飞船不经过任何行星加速直飞海王星需要40年的时间。
1977年9月 5日12点56分，“旅行者1号”在美国卡纳维拉尔角空军基地发射升空，并于1977年追上先于半个月前发射升空的双胞胎姐妹“旅行者2号”。
1979年“旅行者1号”率先进入木星引力区并造访了木星，不久之后“旅行者2号”也抵达木星轨道，姐妹俩先后对这颗四大气态行星之首的太阳系最大行星进行深入的探索与拍摄，观测了木星的卫星，以及行星环，还有磁场，传回了上万张高清图片；在掠过木卫一的时候意外发现了火山活动，这是太阳系系除了地球之外发现的第一个有火山活动的天体。而从“旅行者1号”对木卫二的拍摄的低解象度照片中可以看到了其表面出现了踪横交错的纹理。最初，科学家们相信那些文理是源自地壳移动或地壳构造活动而成的裂纹。但其后从旅行者2号提供的高解象度照片却让科学家们感到懊恼，皆因那些特征却又欠缺了地形学上的轮廓。正如其中一位科学家形容说：“那些特征就像是一枝粗头墨水笔画上去一样”。造成如此的纹路，有可能是因为木卫二亦同样受到了潮汐力影响，使其内部出现了如木卫一百分之十或以下的摩擦力及热力。一般认为木卫二有一薄的冰造的地壳（少于30公里或18英里），下藏一个深约50公里（30英里）的海洋。
之后借助姐妹俩木星的引力加速朝土星进发，于1980之后先后略过土星并对土星进行了观测，并拍摄了大量这颗拥有太阳系最为璀璨光环的行星的照片。
随后NASA调整任务，“旅行者1号”朝着太阳系的外侧飞去进行星际探索任务，而“旅行者2号”则继续朝着剩下的两科气态行星进发，并与1986年1月24日最接近天王星，并发现了10个之前未发现的天然卫星。另外太空船亦探测了天王星由其自转轴倾斜角度为97.77°，并观察了天王星的行星环系统。在这首次的略过之中，最接近天王星时只距离天王星的云层顶部仅81,500公里（50,600英里）。同时“旅行者2号”还观测了天王星九个已知的环，显示出天王星的环与木星和土星的环截然不同。整个星环系统相对地较新，并非与天王星形成时一起形成。星环里的组成粒子有可能是一颗因高速撞击或被潮汐力撕碎的卫星碎片而形成。
随后“旅行者2号”在1989年8月25日接近了海王星。由于这是旅行者2号最后一颗能够造访的行星，所以决定将它的航道调校至靠近一点海卫一，不再理会飞行轨迹，就像旅行者1号完成造访土星后不理飞行轨迹靠近一点土卫六进行研究一样。期间“旅行者2号” 发现了海王星的大暗斑，后来在哈勃空间望远镜于1994年再次观测时却消失了。最初被认为是一片大的云，但后来却被认为是云层上一个空洞。接下来“旅行者2号”飞向海卫一进行了考察，发现海卫一确是太阳系中唯一一颗沿着行星自转方向逆行的大卫星，也是太阳系中最冷的天体。它比原来想像的更亮、更冷和更小，表面温度为-240℃，部分地区被水冰和雪覆盖，时常下雪。上面有3座冰火山，曾喷出过冰冻的甲烷或氮冰微粒，喷射高度有时达32千米。海卫一上可能存在液氮海洋和冰湖，到处都有断层、高山、峡谷和冰川，这表明海卫一上可能发生过类似的地震。海卫一上有一层由氮气组成的稀薄大气层，它的极冠被冻结的氮形 成一个耀眼的白色世界。（作者toski）
