В 1964 году аэрокосмический инженер из США Гэри Фландро из Лаборатории реактивного движения НАСА, расположенной рядом с городом Пасадена недалеко от Лос-Анджелеса (Калифорния, США), обратил внимание на то, что в конце 1970-х годов расположение Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна будет таким, что один космический аппарат сможет посетить сразу все эти четыре планеты с помощью гравитационного манёвра. Такого рода расположение планет имеет место один раз в 175 лет.
     Под гравитационным манёвром понимают целенаправленное изменение траектории и скорости полёта космического аппарата под действием гравитационных полей небесных тел. Впервые он был осуществлён в 1959 году, когда советская космическая станция «Луна-3» сделала снимки обратной стороны Луны благодаря гравитационному манёвру, расчёт которого был выполнен в исследовании под руководством М.В. Келдыша, благодаря чему изменение орбиты аппарата под действием притяжения Луны было рассчитано так, чтобы траектория его возвращения к Земле пролегала над Северным полушарием, в котором были сосредоточены советские наблюдательные станции.
  К 1966 году Лаборатория реактивного движения активно продвигала этот проект, указав что он позволит провести полное исследование четырёх внешних планет Солнечной системы за меньшее время и с меньшими усилиями, чем при отправке отдельных зондов к каждой планете.
В 1969 году эта программа под названием «Большое путешествие» была одобрена НАСА, и была создана соответствующая рабочая группа по исследованию внешних планет. Впоследствии эта программа была реализована в конце 1970-х годов двумя зондами «Вояджер», однако в рамках предварительной подготовки к этой программе было решено запустить два зонда, которые пройдут через пояс астероидов к Юпитеру. Запуск аппаратов был запланирован на 1972-1973 год, причём благоприятные периоды для запуска, которые случались один раз в 13 месяцев, были выбраны исходя из наименьших затрат на потребление топлива. Аппараты получили названия «Пионер-10» и «Пионер-11» (первоначально они были названы «Пионер-F» и «Пионер-G») и стали частью американской программы запуска лунных и планетарных космических зондов «Пионер», которая функционировала с 1958 по 1960 и с 1965 по 1978 годы.
В 1971 году, когда НАСА запустило автоматическую межпланетную станцию «Маринер-9» для изучения Марса с его орбиты в качестве искусственного спутника, английский лектор и журналист Эрик Берджесс посетил Лабораторию реактивного движения, продвигавшую проекты запуска зондов. Он озвучил идею, что космические аппараты «Пионер» должны нести в космос послание от человечества, и поделился этой идеей с Карлом Саганом. Саган, известный астрофизик и популяризатор науки, изучавший вопросы связи с разумными внеземными цивилизациями, активно поддержал эту идею. Он получил одобрение от НАСА, которая дала ему три недели на подготовку послания.
  Карл Саган привлёк к работе Фрэнка Дрейка, американского астронома и автора известного уравнения Дрейка, сформулированного им в 1960 году для определения числа внеземных цивилизаций в Галактике, с которыми у человечества есть шанс вступить в контакт. Дрейк и Саган разработали дизайн пластинок для отправки в космос. Иллюстрацию пластинок придумала Линда Зальцман Саган, жена Сагана. Свой вклад в разработку дизайна пластинок внёс и Джон Ломберг, научный журналист, космический художник и давний соратник Карла Сагана.
Пластинки были изготовлены компанией Precision Engravers из Сан-Карлоса, Калифорния. На пластинках приведены изображения, иллюстрирующие некоторые базовые фундаментальные знания и понятия человечества об окружающем нас мире.
В качестве базового изображения в левом верхнем углу пластинок приведён сверхтонкий переход нейтрального водорода. Водород выбран за основу в качестве самого распространённого элемента во Вселенной. Следует отметить, что атомарный водород в межзвездной среде наблюдается благодаря излучению и поглощению в линии 21 см. Эта линия образуется при переходе между подуровнями сверхтонкой структуры основного состояния атома водорода. 
Когда атомы водорода переходят из одного энергетического состояния в другое — этот процесс называется сверхтонким переходом, — возникает электромагнитное излучение. Именно эта волна служит эталоном измерения, который используется на всех иллюстрациях на табличке. Длина волны (примерно 21 сантиметр) служит для измерения расстояния, а период излучения (примерно 0,7 наносекунды) — для измерения времени.  На пластинках «Пионера» длина волны 21 см используется в качестве стандартной шкалы и единицы измерения. Например, рост женщины на изображении составляет 168 сантиметров (8 раз по 21 сантиметру).
Пластинки также ставили своей целью дать указание на расположение Солнечной системы в нашей галактике Млечном пути). В качестве ориентиров были выбраны 14 пульсаров Млечного Пути. Пульсары являются мощными источниками импульсного электромагнитного излучения, в их центре находятся нейтронные звёзды. Идентифицировать пульсар можно, зная период его излучения. В качестве идентификаторов были выбраны те пульсары, которые, как ожидалось, просуществуют долго, ведь даже до ближайших звёзд зонд мог идти сотни тысяч лет, а адресаты послания могут получить его лишь спустя десятки миллионов лет.
Таким образом, локация Солнечной системы адресатом послания могла быть определена, если адресат способен обнаружить местоположение пульсара в пространстве, зная период его излучения. Солнце на пластинках находилось в центре сходящихся четырнадцати линий, а сами пульсары были расположены пропорционально их удалённости от Солнца. Осталось записать период излучения соответствующих пульсаров с использованием системы счисления, которая могла быть расшифрована получателями послания.
Период излучения должен был быть связан с некими фундаментальными физико-химическими процессами во Вселенной, общими для всех наблюдателей. В качестве такого фундаментального идентификатора была принята как раз радиолиния нейтрального водорода, примерно равная 21 см, о которой говорилось выше. Длина волны излучения нейтрального водорода принята в качестве единицы измерения длины, а соответствующее значение периода (равное длине волны, деленной на скорость света в вакууме) — за единицу измерения времени.
На пластинках также изображена Солнечная система с планируемой траекторией движения космических аппаратов мимо Юпитера и выходом аппаратов за пределы Солнечной системы. Следует отметить, что если траектория движения аппарата «Пионер-10» в целом совпадала с информацией на пластинке, то аппарат «Пионер-11» был перенаправлен к Сатурну, в связи с чем информация на его пластинке не соответствует действительности. Важной подсказкой для адресата послания являются кольца Сатурна, изображённые вокруг планеты.
На пластинке также изображён космический аппарат «Пионер», его масштаб соотнесён с размером двух людей (мужчины и женщины), изображённых на пластинках. Люди изображены в обнажённом виде; у мужчины поднята рука в знак приветствия, а кроме того, такой формат изображения показывает противопоставленный большой палец и демонстрирует движение конечностями. Изображения фигур были основаны на рисунках Леонардо да Винчи и греческих скульптурах. 
 Избранный Саганом формат иллюстрации на пластинках хорошо демонстрировал место Земли в Солнечной системе, некоторые фундаментальные характеристики окружающего нас мира и приводил обобщённое изображение самих отправителей послания. Тем не менее, формат послания подвергся ожесточённой критике. Так, сэр Эрнст Гомбрих, австрийский историк искусства, впоследствии ставший натурализованным подданным Великобритании, отметил, что изображение на пластинках стрелки для определения траектории движения космических аппаратов могло вызвать затруднение у адресатов послания. Символ стрелки ведёт своё начало к традиционным обществам охотников и собирателей; иные космические цивилизации могли иметь совершенно иную структуру эволюции своих видов и могут счесть данные символ бессмысленным. Много критики последовало в отношении изображений людей, начиная от выбора расовой принадлежности и заканчивая приемлемостью изображения женщины в обнажённом виде.
Отметим, что пластинки «Пионеров» были далеко не единственным посланием в космос. Уже в 1962 году из Евпаторийского центра дальней космической связи в космос были отправлены два радиосообщения (послание «Мир», «Ленин», «СССР», закодированные азбукой Морзе). В 1974 году радиотелескоп обсерватории Аресибо отправил в космос новое сообщение: оно было также составлено Фрэнком Дрейком и Карлом Саганом и несло краткую информацию о Солнечной системе, человеке и основах его биохимии.
В 1977 году в космос отправились зонды  «Вояджер-1» и «Вояджер-2», несущие на себе позолоченные пластинки с аудиозаписями. Однако, схема расположения Солнечной системы относительно пульсаров и изображение двух состояний атома водорода были взяты с пластинок «Пионеров» и практически в неизменном виде перенесены на алюминиевые футляры, в которые были зонды «Вояджер».
Итак, 3 марта 1972 года космический зонда НАСА «Пионер-10» с пластинкой на борту, а также другой аппаратурой (магнитометр, счётчики Гейгера, радиометр, фотометр, фотополяриметр, анализаторы плазмы и космических лучей, различные детекторы) был запущен носителем Атлас-Центавр. В феврале 1973 года аппарат пересёк пояс астероидов; в декабре 1973 года аппарат пролетел на расстоянии 132 тыс. км от облаков Юпитера и получил ценные данные о составе атмосферы и магнитном поле Юпитера. В феврале 1976 года аппарат пересёк орбиту Сатурна, в июле 1979 года – орбиту Урана, в июне 1983 года – орбиту Нептуна. В феврале 1998 года космический зонд «Вояджер-1» обогнал «Пионер-10», а в июле 2023 года «Вояджер-2» также обогнал «Пионер-10». В апреле 2002 года от «Пионера-10» поступили последние данные телеметрии, а последний сигнал от него был получен 23 января 2003 года. Специалисты НАСА полагают, что потеря связи с аппаратом связана с истощением радиоизотопного источника питания. Все последующие попытки связаться с аппаратом были безуспешными.  Курс аппарата лежит в сторону звезды Альдебаран; его путешествие до окрестностей этой звезды может продлиться более двух миллионов лет
Аппарат «Пионер-11» был запущен 6 апреля 1973 года с помощью ракеты «Атлас». В декабре 1974 года аппарат пролетел мимо Юпитера и передал подробные снимки планеты и Большого красного пятна. Аппарат совершил гравитационный манёвр и направился к Сатурну. В сентябре 1979 года «Пионер-11» пролетел мимо Сатурна, передав изображение планеты и её спутника Титана. Последний сигнал от «Пионера-11» был получен 30 сентября 1995 года. После этого направление его антенны на Землю было утеряно. Согласно расчётам, «Пионер-11» направляется к созвездию Орла и примерно через 4 миллиона лет пройдёт вблизи одной из его звёзд.
Важнейшим открытием миссии «Пионеров» было обнаружение необычного торможения аппаратов, которое наблюдалось при достижении ими внешних пределов Солнечной системы. Хотя начиная с 2010-х годов наиболее распространённой гипотезой является анизотропия интенсивности теплового излучения энергетических элементов аппаратов, до конца не исключены и альтернативные теории вплоть до влияния тёмной материи и тёмной энергии. Фиолетовое смещение в спектре излучения аппаратов на выходе из Солнечной системы указывало на небольшое воздействие силы в сторону Солнца, вызывавшей постоянное ускорение аппаратов в сторону Солнца, равное (8,74 ± 1,33) × 10−10 м/с². Ряд исследований были направлены на то, чтобы попытаться соотнести эти аномальные параметры с моделью ускоренного расширения Вселенной, используя, например, конформную симметрию пространства Минковского, однако комплексного исчерпывающего объяснения этой аномалии, как представляется, до сих пор не представлено. Фиолетовое смещение традиционно ассоциируется в космологии с моделями «Большого сжатия» Вселенной, поэтому, как представляется, нужно провести больше исследований параметров этого эффекта на новых аппаратах, которые в будущем будут покидать Солнечную систему.

В любом случае, запись пластинок «Пионеров» стала хорошим примером направления в космос послания от человечества, содержащего важную информацию о нашей планете и нашем научном мировоззрении, которое через миллионы лет может достигнуть потенциальных адресатов из другой разумной цивилизации. Однако для поиска разумных цивилизаций и даже установления с ними контакта более перспективным представляется использование достижений радиоастрономии с учётом гораздо более быстрого преодоления световых лет, разделяющих нас с этими цивилизациями, если они существуют.

Юрий Понажев, АГО, г Смоленск