Una sonda del espacio profundo es una nave espacial que realiza un viaje de ida al espacio profundo para recopilar información científica y transmitirla a la Tierra. Las sondas recopilan material valioso y, a veces, son un tema de interés público. Algunos ejemplos incluyen las naves espaciales Pioneer y Voyager lanzadas por la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) en los Estados Unidos. Los costos individuales de una sola sonda pueden ser muy altos, ya que los investigadores necesitan diseñar los sistemas y componentes nuevos cada vez, aplicando la información que aprendieron de éxitos y fracasos anteriores.
La sonda lleva instrumentos científicos capaces de registrar datos en varios formatos. Estos incluyen cámaras y sensores para captar radiación, isótopos de interés, temperatura y otros datos. La sonda puede transmitir datos con regularidad, o los investigadores pueden contactarla periódicamente para descargarla. A medida que viaja, las señales pueden debilitarse y, finalmente, la sonda del espacio profundo no responderá al contacto de la Tierra. Las sondas perdidas continuarán viajando, potencialmente durante millones de años.
El diseño de una sonda de espacio profundo debe incluir un revestimiento de alta resistencia para su protección. Los niveles de radiación son muy altos en el espacio y pueden interferir con los sistemas a bordo de la sonda. Además, existe el riesgo de colisiones de objetos que también deben tenerse en cuenta. Los investigadores no quieren lanzar una sonda solo para perderla casi de inmediato en un accidente. El revestimiento de alta resistencia también puede proporcionar aislamiento, ya que el espacio es muy frío y muchos sistemas eléctricos no funcionarán correctamente en el frío extremo del espacio profundo.
Satisfacer las necesidades de suministro de energía de una sonda espacial puede ser una tarea compleja. Las sondas utilizan paneles solares para generar energía para alimentar sus sistemas y también dependen de generadores térmicos de radioisótopos, que aprovechan el calor creado a través de la desintegración nuclear para producir energía. La sonda también suele apagar los sistemas cuando no son necesarios. Los sistemas de guía y control permanecen encendidos, mientras que las cámaras y los sensores están apagados hasta que el sistema los vuelve a encender.
La sonda del espacio profundo también tiene una batería. Las baterías de cloruro de litio-tionilo se utilizan comúnmente en misiones del espacio profundo, así como en rovers como los que aterrizaron en Marte. Las baterías tienen una capacidad de almacenamiento muy grande. La larga duración de las operaciones puede resultar en considerables necesidades de energía a lo largo del tiempo. Las agencias espaciales pueden contratar el desarrollo de baterías a empresas especializadas que sean capaces de satisfacer la necesidad de baterías de alta capacidad extremadamente duraderas.