旅行者1号

計劃背景

在20世紀60年代，NASA提出行星之旅計劃（Planetary Grand Tour），計劃發射一對探測器飛越所有的外行星，並計劃於70年代開始著手進行。 其中先鋒10號搜集到的數據讓科學家對木星磁場有更進一步的了解，幫助工程師設計更佳的探測器，以更有效地應對木星周圍強烈的輻射環境。但由於預算過高，行星之旅計劃便遭取消。
航海家1號原本被當成水手號計劃的一部分，並被命名為水手11號。 但是後來由於預算遭到削減, NASA便成立一個獨立的計劃：木星－土星水手計劃，並同時將此計劃作為行星之旅計劃的縮小版本。後來此計劃被改稱為航海家計劃，這是因為天文學家認為探測器的設計已經大幅超過水手號計劃的探測器，所以它們值得獲得一個獨立的名稱。

構造

航海家1號是由噴氣推進實驗室建造的。它有16個聯氨推進器，三軸穩定陀螺儀，以及將探測器的無線電天線指向地球的儀器。總的來說，這些儀器是姿態調節控制子系統(AACS)的一部分，該系統還包括了大多數儀器的冗餘單元和8個備用推進器。航海家1號還擁有11個科學儀器，用於研究在太空中飛行時可能會遭遇的天體，例如行星。

通信系統

航海家1號的無線電通信系統被設計用來達到和超越太陽系的極限。該通信系統包括一個直徑3.7米（12英尺）的拋物面天線高增益天線，通過地球上的三個深空網絡站發送和接收無線電波。該飛行器通常以2.3 GHz或8.4 GHz的頻率在深空網絡通道18中傳輸數據，而從地球到航海家的信號則以2.1 GHz發送。
當航海家1號無法與地球直接通信時，它的數字磁帶記錄器(DTR)可以記錄大約64千字節的數據，以便在另一個時間傳輸。航海家1號發出的信號需要19個小時才能到達地球。

電池

航海家1號在吊杆上安裝了三個放射性同位素熱電機（RTG）。 每個MHW-RTG包含24個壓制的鈽-238氧化物球體。 RTG在航海家1號剛發射時能夠產生大約470W的電力，其餘的則作為餘熱消散。 隨著時間的推移，RTG的功率輸出逐漸下降（由於燃料和熱電偶的半衰期約為87.7年），但該船的RTG能繼續讓船運行至2025年。
截至2019年10月20日，航海家1號還有71.68％的鈽-238燃料（與剛發射時相比）。至2050年，約將剩餘56.5％的燃料。

電腦

與其他機載儀器不同的是，航海家的可見光的攝像頭的操作不是自動的，而是由機載數字電腦(飛行數據子系統)的一個成像參數表控制的。自20世紀90年代以來，太空探測器通常擁有完全自動的相機。
計算機指令子系統(CCS)負責控制著攝像機。CCS包含了固定的電腦程式，如命令解碼、故障檢測和校正例程、天線指向例程和太空飛行器測序例程。這台電腦是上世紀70年代海盜號軌道飛行器使用的改良版。在航行器中兩個定製的CCS子系統的硬體是相同的，只有軟體上有細微的差異。
姿態調節控制子系統(AACS)控制著太空飛行器的方向（姿態）。它使高增益天線指向地球，控制姿態變化，並指向掃描平台。兩個航海家的定製AACS系統都是一樣的。

任務概要

航海家1號最初計劃屬於美國水手號計劃的一部分，它的設計利用了屬於當時的新技術引力加速。幸運的是，這次任務剛巧碰上了176年一遇的行星幾何排列。太空飛行器只需要少量燃料以作航道修正，其餘時間可以藉助各個行星的引力加速，以一艘太空飛行器就能造訪太陽系裡的四顆氣體巨行星：木星、土星、天王星及海王星。兩艘姊妹船航海家1號及2號就是為了這次機會而設計，它們的發射時間是被計算過以便儘量充分利用這次機會。亦拜這次機會所賜，兩艘太空飛行器只需要用上12年的時間就能造訪四個行星，而非一般的30年時間。

星際探索任務

在離開土星後，航海家1號被美國太空總署形容為進行星際探索任務。估計兩艘航海家太空飛行器上的電池，均能夠提供足夠電力至2020年，供船上一部份的儀器操作。

日球層頂

由於航海家1號正向星際間的太空進發，船上的儀器將會繼續對太陽系進行研究。噴氣推進實驗室的科學家們正使用載於船上的電漿波實驗來驗證日球層頂的存在。
美國約翰·霍普金斯大學應用物理學實驗室的科學家們相信航海家1號於2003年2月已經進入了終端震波區域。但有些科學家在2003年11月6日的著名科學雜誌《自然》上表示質疑。而在2005年5月25日早上，在紐奧良舉行的美國地球物理學會（AGU）一個科學會議上，艾德·斯托恩博士呈上了航海家1號已於2004年12月離開了終端震波的證據"SH22A-01" 。由於船上的太陽風檢測器早於1990年停止運作，所以這次討論在數月後仍未得出結論，只好期待其他資料到手為止。最終美國太空總署於2005年5月發新聞稿，說大家已經有共識航海家1號正處於日鞘。科學家們相信太空飛行器會於2015年到達日球層頂，即太陽系的邊緣。
現時航海家1號已進入了日鞘，即介乎太陽系與星際物質之間的終端震波區域。如果航海家1號最終在離開日球層頂後仍能有效運作，科學家們將有機會首次量度到星際物質的實際情況。

現況

航海家1號在2011年3月9日距離太陽大約116.406個天文單位（約10,816,616,569哩或是約0.00183光年）。以光速往來太空飛行器和地球間的無線電訊號大約耗時16.13個小時。航海家1號目前的相對速度是17.062公里/秒或61,452公里/每小時（約38,185哩/每小時）。每年約3.599天文單位，比姐妹號航海家2號快了10%。航海家1號在這樣的速度下，如果方位對準半人馬座比鄰星，將會花上7萬3千6百年的時間到達它。
航海家1號在2011年3月9日的位置在赤經17.184時、赤緯12.14°，並且在黃道34.9°緯度位置，從地球上觀測來看它是朝向蛇夫座前進。美國太空總署每天持續用深空網路對航海家1號做追蹤。這個網路會以航海家1號的無線電訊號來測量高度和方位角，並且也會測量地球與航海家1號之間的距離。
航海家1號並沒有朝向任何特定的星座前進，但是在約4萬年後它會以1.6光年的距離經過蛇夫座的AC+79 3888恆星。這個恆星大體上來講正以每秒119公里的速度朝向我們的太陽系移動。
德國AMSAT（業餘無線電衛星通訊組織）在2006年3月31日追蹤並接收到來自航海家1號的數據，他們於波鴻使用了一台20米的碟型天線配合長觀測時間技術。那些數據其後與深空網路位於西班牙馬德里的觀測站獲取的數據進行了校對及驗證（AMSAT-DL的德語文件、ARRL的英語文件）。相信這是首次對航海家有這樣的追蹤。
天文學家在2010年12月13日證實航海家1號通過太陽風的盡頭，天文學家懷疑是由於星際風反向吹入太陽圈而使太陽風偏向另一邊。太陽風偵測讀數自2010年6月起一直保持在0，提供了關鍵證據。子午線（南北向）的太陽風，也就是天文學家懷疑太陽風速度增加的地方並不能推斷航海家1號的目前位置。航海家1號在這一天距離太陽大約173億公里。
2012年6月14日，科學家通過分析來自航海家1號的數據得出結論：第一艘人類製造的星際飛行器正位於太陽系邊緣，即將飛往星際空間。航海家1號預計在2015年11月19日將飛行至距離太陽133.15個天文單位。
2012年6月17日，NASA公布，經過35年的飛行，航海家1號已經離開太陽系，成為首個離開太陽系的人造物體。根據NASA的說法，證據如下：首先，「航海家1號」上攜帶了兩個高能望遠鏡，在過去3年裡，它們接收到了越來越多的宇宙射線。而且，從今年5月開始，這一數據急劇上升。其次，探測器還能感測到一種來自太陽的高能粒子，但是，近期這些粒子的數量也在不斷下降。基於這些數據，美國國家航空暨太空總署參與「航海家」項目的科學家埃德·斯通說：「人類向星際空間派出的首個使者已在太陽系邊緣。而它一旦進入星際空間，就將需要4萬年的時間才能抵達下一個行星系。
2012年9月9日，距離地球約一百一十億英里，以每秒八英里的速度飛行，位處太陽系的邊緣位置，探測器目前依靠放射性同位素熱電機發電，系統最低限度運作至2020年。科學家表示，當探測器遇到三個情況，就可確定探測器已飛出太陽系，進入恆星際空間，包括來自太陽的太陽風風力急跌、宇宙射線水平飆升，及包圍探測器的磁場轉變。之後，科學家會將探測器調校至「節能模式」，讓探測器能運作多個世紀。
2013年9月12日，NASA確認，「航海家1號」探測器已經離開太陽系。NASA的發言人表示：「航海家號已經到達了從來沒有探測器到達過的空間，這是人類的科學發展史上的里程碑。」一系列相關資料證明了航海家號已經脫離了包裹著太陽系的由熾熱而活躍的粒子組成的太陽圈頂層，進入了寒冷黑暗的恆星際空間。歷經39年的旅行，離地球約206億公里，終於成為第一個離開太陽系的人造物體。
2017年12月2日，時隔37年航海家1號團隊的科學家與工程師對其發出了指令，命令它4個軌道修正推進器再次點火，以判斷飛行器的方向定位能力，最終航海家1號做出正確的回應。這些軌道修正推進器用於幫助保持探針的天線指向地球，使得航海家1號能夠繼續向NASA傳輸數據約兩到三年。 
關於航海家1號的更新資料（或航海家2號、先鋒10號、先鋒11號和新視野號）會即時公布在太空飛行器離開太陽系以及每周任務報告。