1977年9月5日，美國國家航空航天局發射了一個名叫「旅行者1號」的航天探測器。旅行者項目的部分任務就是研究外太陽系，美國航空航天局在發射了「旅行者2號」的16天後，緊接著發射了「旅行者1號」。2020年2月26日，「旅行者1號」在運轉了42年5月21天之後，仍舊與深空網絡保持著聯繫，接收著常規指令並將數據傳送回地球，美國國家航空航天局和噴氣推進實驗室為它提供實時測距和速度數據。自2020年2月23日起，「旅行者1號」距離地球148.64個天文單位（222億千米；138億英裡），這是迄今為止人造物體離地球最遠的距離。
「旅行者1號」的探測目標包括近天體探測飛行，涉及木星、土星以及土星最大的衛星——土衛六。雖然這一太空飛行器的路程可能會稍作調整，即將冥王星納入探測目標，而放棄對土衛六的飛近探測，但是對土衛六的勘探是優先任務，因為它擁有相當厚密的大氣層。「旅行者1號」希望能研究木星和土星的氣候、磁場和兩個行星的行星環，它還是首個提供木星衛星和土星衛星詳實影像的探測器。
在1980年11月12日完成了首個任務，即對土星的飛近探測任務後，旅行者1號成為5個人造天體中第三個達到離開太陽系的逃逸速度的人造天體。2012年8月25日，旅行者1號成為第一個穿過太陽風頂層並進入星際介質的航天探測器。
在2017年末，為了進一步驗證旅行者1號的穩健性，旅行者項目團隊成功完成一次太空飛行器軌道修正推進器的測試（這是1980年發射這些推進器以來的第一次），這是一項可以將太空飛行器任務延長至2至3年的計劃。
旅行者1號的延長任務可持續到2025年左右，到那時候，它的放射性熱電產生器將不能提供足夠的電力去維持它科學儀器的運轉。
逃離太陽風層
在1990年2月14日，旅行者1號在外圍拍下了太陽系的第一張「全家福」，其中包括行星地球，別稱「暗淡藍點」的圖像。在這之後，旅行者1號的攝影機很快失效，不能再保存能源和其它設備的計算機資源。在移除了旅行者1號的攝像機軟體後，想讓這一程序再次啟動會更為艱難，地球端閱覽相關圖片的電腦和軟體也因此失去作用。
距離地球60億千米（37億英裡）所拍攝的暗淡藍點相片顯示，在漆黑的外太空中，地球就是一個很小的點（青白色的小顆粒在向右偏斜的光帶的中間）。
1998年2月17日，旅行者1號到達距離太陽以外69天文單位的距離，超越「拓荒者10號」成為距離地球最遠的航天探測器。與其它探測器相比，旅行者1號以每秒17千米（11英裡/秒）的移動速度成為有著最快日心衰退速度的探測器。
雖然旅行者1號向著星際空間前行，但它的設備仍在研究著太陽系。噴氣推進實驗室的科學家們在旅行者1號和2號上用等離子體波實驗尋找太陽風頂層，即太陽風轉化成星際介質的邊界。從2013年起，旅行者1號探測器以38026英裡每小時（61197千米/小時）的相對速度向太陽移動。如果探測器維持現有的移動速度，旅行者1號每年會移動3.25億英裡（523×106千米），或者大約每18000年1光年的距離。
對氣體巨星近距離飛行帶來的引力作用協助了旅行者號們
邊界激波
美國約翰霍普金斯大學應用物理實驗室的科學家們認為旅行者1號在2003年2月進入了邊界激波。在邊界激波階段，太陽風速度會降至亞音速速度。但在2003年11月6日的《自然》雜誌上，一些其他的科學家們對上述觀點表示懷疑。因為旅行者1號的太陽風探測器早在1990年就停止工作，在沒有得到其它可靠數據的情況下，邊界激波的問題都不會有答案。太陽風探測器的故障意味著邊界激波探測問題要從旅行者1號上的其它設備數據來進行推測。
在2005年5月，美國國家航空航天局在一場新聞發布會上宣稱，他們一致認為旅行者1號正在太陽風鞘之中。2005年5月25日在紐奧良市美國地球物理學會的一場科學會議上，埃德斯通博士呈遞了旅行者1號在2004年末穿過邊界激波的證據。這一事件大概發生在2004年12月15日，探測器距離太陽94個天文單位距離的時候。
太陽風鞘
2006年3月31日，德國無線電業餘衛星組織的業餘無線電技工在波鴻市使用20米寬（66英尺）、有長時間觀測技術功能的天線追蹤並接收到來自旅行者1號的無線電波。業餘愛好者們將該天線獲取到的數據與西班牙馬德裡的深空網絡數據進行對照核實，這似乎是首次有業餘愛好者對旅行者1號進行追蹤。
經低能帶電粒子儀測量證實，2010年12月13日旅行者1號穿過太陽風的徑向外流範圍。科學家們認為，由於星際風對太陽風層的擠壓作用，在徑向外流範圍裡的太陽風會側向一邊。自2010年6月以來，對太陽風的監測結果持續顯示為零，給這一活動提供了充足的證據。在這一天，旅行者1號距離太陽大約116個天文單位，約等於108億英裡（173億千米）。
2011年3月（距離發射日期33年6個月），旅行者1號接收到了新任務，改變目的地前往徑向外流的位置測量太陽風的橫向運動。同年2月，旅行者1號完成了一項測試以證實它仍有自我調遣和重新定位的能力。探測器的路線沒有改變，它只是對著地球逆時針轉了70度並對太陽風進行了探測。這是自1990年拍下了太陽系行星全家福之後，該探測器首次完成的主要調遣任務。半人馬座阿爾法星是旅行者1號的導引星，在第一次測試之後，探測器對照導引星進行自我定位準確無誤後，旅行者1號繼續向地球發出信號。此後，旅行者1號將在任何時候做好準備進入星際空間。在那個階段，旅行者2號仍在探測太陽風的徑向外流，但在接下來的年月裡，它將經歷與旅行者1號同樣的任務。
2011年5月21日，旅行者1號處於赤緯12.44°,赤經17.163°，黃緯34.9°（黃緯的變化非常慢），從地球上看過去，它剛好位於蛇夫座上。
2011年12月1日，旅行者1號探測到來自銀河系的首個賴曼—阿發輻射。此前，探測器能夠探測到來自其它星系的賴曼—阿發輻射，但在太陽的幹擾下，探測器無法探測到來自銀行系的賴曼—阿發輻射。