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Una sonda spaziale è una piccola navicella spaziale senza equipaggio, carica di strumenti di osservazione per l'esplorazione spaziale di oggetti del sistema solare al di fuori dell'orbita terrestre.
Rispetto ad un satellite artificiale in orbita attorno alla Terra, invece una sonda spaziale richiede un sofisticato grado di tecnologia e di automazione. Le sonde devono percorrere grandi distanze e operare lontano dalla Terra e dal Sole, ciò richiede un'attrezzatura specifica.
Deve disporre di energia sufficiente per operare in regioni dove la radiazione solare fornisce solo una potenza limitata, avere grande autonomia decisionale perché la distanza dal centro di controllo non consente agli operatori umani di reagire in tempo reale agli eventi, risolvere problemi di resistenza alle radiazioni e alle temperature estreme che possono danneggiare l'elettronica di bordo.[1]
Infine, per raggiungere la sua destinazione a un costo accettabile ed entro tempi accettabili, la sonda spaziale deve utilizzare sofisticati metodi di navigazione e propulsione: assistenza gravitazionale, aerofrenata, propulsione ionica. Le sonde spaziali possono assumere un gran numero di forme e possono trasportare più veicoli, come un orbiter posizionato in orbita attorno al corpo celeste osservato, rilasciare un lander che a sua volta trasporta un rover per esplorare la superficie, e altri veicoli ancora, come una mongolfiera o un drone.