只有一個探測器訪問過遙遠的天王星。在9年裡飛行了超過1.8萬億英裡（30億千米）後，NASA的旅行者2號只用了6小時就收集到了許多關於這個神秘星球的關鍵信息，包括他的環和衛星。
而我們所知的關於天王星的其他信息則是通過哈勃望遠鏡和一些強大的地面望遠鏡得知的。
2005年的天王星。可以看見環、南半球的「衣領」和北半球明亮的雲彩。
在1986年，NASA的旅行者2號拜訪了天王星。這次的拜訪是唯一的一次近距離的探測，並且目前也還沒有新的探測計劃。旅行者2號在1977年發射，在繼續前往海王星的旅程之前，於1986年1月24日最接近天王星，距離近達81,500公裡。
旅行者2號於1986年1月25日拍攝的天王星最後影像，當時旅行者二號正前往海王星。
旅行者2號研究了天王星大氣層的結構和化學組成，發現了10顆新衛星，還研究了天王星因為自轉軸傾斜97.77度所造成的獨特氣候，並觀察了天王星的環系統。他也研究了天王星的磁場：不規則的結構、傾斜的磁軸、和如同拔塞螺絲般扭曲並斜向一側的磁尾。他對最大的五顆衛星做了首度的詳細調查，並研究當時已知的九圈光環，也新發現了兩道光環。
近乎天然顏色（左）和在長波下（右）的天王星南半球，顯示出旅行者2號在大氣層中看見的微弱雲帶和羽冠。
人類對天王星的探測之旅
1781年3月13號：英國太空人威廉赫歇爾探索了天王星——在尋找暗星長久以來發現的的第一顆新星球。
1787年至1851年：發現了4個天王星的衛星，分別命名為天衛一，天衛二，天衛三和天衛四。
1948年發現了天衛五。
旅行者2號拍攝的天衛五。
1977年3月10日：觀察到天王星在一顆遙遠的行星（SAO 158687）前經過，這個極難得的觀察這個遙遠天體的機會讓在澳大利亞的柯伊伯機載天文臺和珀斯天文臺的科學家們興奮，觀察結果得出了一個重要的結論：天王星和土星一樣被星環包圍著。
1986年7月24日：旅行者二號探測器做到了第一次，也是目前唯一一探測天王星。探測器到達了天王星大氣層上50600英裡（81500公裡）處。旅行者二號發現了10個新的衛星，2個新的星環和比土星還強的磁場。
旅行者2號拍攝的天王星暗色環。
2005年12月22日：NASA宣布哈勃望遠鏡在天王星周圍發現了一對新的星環和2個新的在軌道上運行的小型的衛星（天衛二十六和天衛二十七）。哈勃望遠鏡發現的最大星環比已知的天王星星環直徑大2倍。
2006年：哈勃望遠鏡對凱克天文臺展示了天王星的外圈是藍色的但是新發現的的內圈是淡紅色的這個觀察結果。
2007年12月：天王星到了春分時節。春分是整個星球被完全照亮的時候，因為當太陽越過了他的赤道。春分也會讓星環環面穿越赤道，從地球上可以看到星環變得越來越窄，在越過星球後會變得越來越寬。
2011年3月18日：新視野號去冥王星時穿過了天王星的軌道，這段路程讓它成為了自旅行者2號以來第一艘穿越天王星軌道的探測器。然而，天王星並沒有在過境點附近。探測器在歷時8年的木星與天王星的旅程中，大部分時間都在睡覺。任務控制器每年有50天喚醒新視野號為了給儀器做必要的檢查。
NASA的旅行者2號於1986年1月10日拍攝的天王星彩色影像，距離天王星約1800萬公裡。
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