أطلقت الولايات المتحدة سنة 1973م مركبة فضائية غير مأهولة لارتياد كوكبي زحل والمشتري. ودارت تلك المركبة التي أطلق عليها اسم رائد زحل، حول المشتري في سنة 1974م، ثم حلقت على بعد 20,900كم من زحل في أول سبتمبر سنة 1979م. وقد أرسلت هذه المركبة بيانات علمية وصوراً فوتوغرافية لكوكب زحل أسفرت عن اكتشاف الحلقتين الخارجيتين للكوكب.
اكتشفت المركبة رائد زحل أيضاً أن لهذا الكوكب مجالاً مغنطيسياً أقوى ألف مرة من المجال المغنطيسي للأرض. وينشأ عن هذا المجال وجود قوى مغنطيسية شديدة تنتشر في منطقة كبيرة حول زحل تعرف بطبقة الغلاف المغنطيسي. وكذلك دلت البيانات العلمية المرسلة من نفس المركبة على وجود أحزمة إشعاعية داخل طبقة الغلاف المغنطيسي لكوكب زحل. وتتكون هذه الأحزمة الإشعاعية من إلكترونات وبروتونات ذات طاقات عالية جداً محبوسة داخل الغلاف المغنطيسي لزحل، على غرار أحزمة فان ألن الإشعاعية التي تحيط بالأرض.
وفي عام 1977م، أطلقت الولايات المتحدة الأمريكية المركبتين الفضائيتين فويجر 1 وفويجر 2. حلقت المركبة فويجر 1 على ارتفاع 126,000كم فوق زحل. وفي أغسطس عام 1981م، حلقت المركبة فويجر 2 على ارتفاع 101,000كم فوق زحل أيضًا.
وقد أكدت هاتان الرحلتان وجود الحلقة السابعة حول زحل. كما اكتشفتا أن الحلقات الرئيسية مكونة من حليقات رفيعة. وبالإضافة إلى ذلك أرسلت، المركبتان بيانات وصوراً ضوئية أدت إلى اكتشاف تسعة من توابع زحل. كما كان لهاتين المركبتين الفضل في معرفة أن النيتروجين هو العنصر الأساسي الذي يتكون منه الغلاف الجوي للتابع تيتان (أكبر توابع زحل).
وفي 1988م، أعلنت وكالة الفضاء الأوروبية (وهي مؤسسة علمية تابعة لدول أوروبا)، أن لديها خططاً لإطلاق مركبة فضائية غير مأهولة تتجه نحو تيتان، أكبر توابع زحل، على أن تبدأ هذه الرحلة في أواخر التسعينيات من القرن العشرين الميلادي.
وفي عام 1997م، أطلقت الولايات المتحدة الأمريكية المجس كاسيني لدراسة كوكب زحل وحلقاته وتوابعه. وقد تم جدولة رحلة المجس ليصل إلى زحل عام 2004م. ويحمل المجس كاسيني المجس الأوروبي هيجنز الذي سينفصل عن كاسيني ويهبط في تيتان.
