La toute première sonde spatiale envoyée dans l'espace par les Américains appartient à la série Pioneer. Cette sonde (baptisée Pioneer 0) fut, hélas! détruite en vol par l'explosion de sa fusée porteuse. Deux mois plus tard, le 11 octobre 1958, Pioneer 1 s'élança vers la Lune mais n'atteignit que 97 p. 100 de la vitesse requise; elle accomplit donc une magnifique chandelle jusqu'à 114000 km d'altitude, ce qui lui permit d'ailleurs de découvrir la ceinture externe de radiations qui entoure la Terre. Les Pioneer 2 et 3 montèrent encore moins haut.

Pioneer 4, en avril 1959, atteignit enfin la vitesse voulue mais sa trajectoire, trop imprécise, la fit passer à 60000 km de l'astre. Cette sonde devint alors, après le Luna 1 soviétique, la seconde planète artificielle.

Après quoi, la série Pioneerse poursuivit, mais ces sondes furent délibérément placées en orbite autour du Soleil pour des missions d'exploration interplanétaire. Ainsi Pioneer 5, lancée en mars 1960, battit le record, pour l'époque, des liaisons radio à travers le système solaire : 36 millions de km. Les Pioneer 6 à 9, lancées de 1965 à 1968, furent des sondes plus complexes que les précédentes, pesant environ 65 kg, et destinées à étudier le milieu interplanétaire au voisinage de l'orbite terrestre; elles ont même permis de vérifier la théorie de la relativité en émettant des signaux vers la Terre au moment où elles se trouvaient de l'autre côté du Soleil.

Pioneer 10 (260 kg) fut la première à survoler la planète Jupiter, après un voyage de 1 milliard de km, le 4 décembre 1973. Durant le survol, qui s'effectua à 130000 km de la planète (soit environ la valeur d'un diamètre de celle-ci), furent transmises 300 photos et de nombreuses autres mesures. Au départ de la Terre, cette sonde avait battu tous les records de vitesse : 52000 km/h; il n'en fallait pas moins, en effet, pour atteindre la lointaine Jupiter. Malgré cela, le voyage dura près de 2 ans (23 mois). Autre particularité : son passage à proximité de la planète géante a augmenté la vitesse de cette sonde par un effet de réaction gravitationnelle. Conséquence : Pioneer 10 dispose maintenant d'une vitesse suffisante pour échapper à l'attraction du Soleil et est devenu, en 1983, le premier objet construit de main d'homme à quitter le système solaire, en direction des étoiles !

Pioneer 11a eu la même mission que Pioneer 10 et l'a parfaitement remplie, exactement un an plus tard. En outre, elle a survolé en septembre 1979 pour la première fois la planète Saturne, encore plus lointaine. A son tour, elle va quitter le système solaire.

Pioneer 12 est allée explorer Vénus, et s'est mise en orbite autour de cette planète, en décembre 1978, devenant le premier satellite artificiel vénusien américain. Equipée, entre autres instruments, d'un radar, cette sonde de 200 kg a permis de dresser le premier planisphère détaillé du relief de Vénus.

Pioneer 13, lancée à la même époque que la précédente, a largué 4 sondes qui sont descendues à travers l'atmosphère vénusienne, en envoyant de précieux renseignements sur celle-ci; ils confirment les mesures effectuées par les sondes Vénéra soviétiques.