ב־1969 הועלתה הצעה לשגר שתי חלליות – אחת לצדק, שבתאי ופלוטו והשנייה לצדק, אורנוס-אורון ורהב-נפטון. המבצע בוטל בעקבות קיצוצי תקציב
אחת ל־179 שנים מסתדרים כוכבי הלכת החיצוניים במבנה המאפשר לחקור אותם באמצעות חללית אחת. החללית טסה לעברו של כוכב לכת תוך כדי ניצול כוח המשיכה של כוכב הלכת הקודם להגדלת מהירותה. בתצורה זו כוכבי הלכת נעים במעין מסלולים מקבילים. אורנוס, נפטון ופלוטו נעים לפני שבתאי וצדק. “טיסת מבנה” זו של כוכבי הלכת מאפשרת שימוש בחללית חסכונית ומשך הטיסה הוא קצר יחסית – 12 שנים. ב־1969 הועלתה הצעה לשגר שתי חלליות – אחת לצדק, שבתאי ופלוטו והשנייה לצדק, אורנוס ונפטון. לאחר מכן שני כוכבי הלכת היחידים שממשיכים ב”טיסת מבנה” זו הם צדק ופלוטו. תנועה מקבילה זו נמשכת עד 1989.
החלליות שתוכננו לצורך זה קיבלו את השם TOPS, ראשי תיבות של Thermoelectric Outer Planet Spacecraft.. משקל כל חללית 700 ק”ג והיא מצוידת במנוע בן N 110 דחף לתיקוני מסלול הטיסה. מכשירי החללית מופעלים על־ידי מנוע גרעיני קטן המבוסס על פלוטוניום 238 דוגמת אלה שהשאירו טייסי אפולו על הירח.
המרחקים העצומים שצריכה לעבור חללית ממין זה מחייבים התקנת אמצעי קשר רגישים ביותר, בוודאי בטכנולוגיה של שנות השבעים. תחילה סברו שיש להתקין על כל חללית אנטנה בקוטר 25 מטר כדי שתעביר שידורים בעוצמה מספקת כדי שייקלטו בבהירות על כדור הארץ. מאוחר יותר הועלתה הצעה להתקין עליה אנטנה בקוטר 4 מטר ותחנת קליטה חזקה ביותר על כדור הארץ. בין קבלת האינפורמציה ושידור הוראות חדשות לחללית עובר זמן רב ביותר. בזמן זה יכולות לקרות תקלות אשר יהיה מאוחר מדי לתקנן. כדי להתגבר על בעיות אלה פוּתח מחשב מיוחד בשםSTAR ראשי תיבות של Self Testing And Repairing Computer. מחשב זה מסוגל לבצע ניתוח של התקלה ולקבוע את סוג התיקון הדרוש ולתקן מיד של התקלה. המחשב מפקח על מערכת עיבוד הנתונים שבחללית, על מערכת הניווט, מערכות הפיקוח ועל הפעלת חלקי חילוף. ל־STAR 10 יחידות עצמאיות. המשגר הוא טיטן D3, צנטאור ברנר 2.
צוות מחקר ובייצור
בפרויקט משתתפים 108 מדענים מארצות־הברית, קנדה, דנמרק, גרמניה המערבית, (הערה היסטורית- זאת הייתה התקופה של המלחמה הקרה כאשר גרמניה הייתה מחולקת לשתי מדינות – גרמניה המערבית וגרמניה המזרחית), צרפת, שוודיה ובריטניה. המדענים מחולקים ל־13 קבוצות עבודה. כל קבוצה עוסקת בנושא ספציפי. כל ראש קבוצה אחראי לתיאום עם ראשי הקבוצות האחרות, התיאוריה שמעלים מדענים אלה משולבת בתכנון ההנדסי של המסע בשלביו השונים. המדענים משתתפים בקביעת התצורה והמבנה של החללית, נתיב הטיסה האופטימלי וקביעת המכשירים החיוניים ביותר לטיסה. הבחירה היא קשה ביותר מאחר שטיסה כזו יכולה להיערך אחת ל־179 שנים. בשל כך יש לחפש ולמצוא את מכשירי המחקר האופטימליים ביותר בהתחשב במשקלה של החללית.
צוותי העבודה
1. צוות מתאר – המכין חומר ויזואלי על כוכבים וירחיהם, המבנה שלהם וסביבתם בהתאם לתצפיות שנערכו והתיאוריות שהועלו.
2. צוות לתקשורת רדיו כדי לקבוע מהם המכשירים המתאימים לתקשורת.
3. צוות לחקר גלי הפלסמה.
4. צוות לחקירת הפלסמה.
צוותים 3 ו־4 נועדו לחקור את ההבדלים בזמן ואת התלות של הבדלים אלה בפעילות הפלסמה וכן למדוד את אורח פעילותה של הפלסמה בחלל הבין־כוכבי.
5. צוות לתצלומים פולירמטריים – קביעת אופי הבהירות והפולירמטריות של כוכבי הלכת וירחיהם וחומרים בין־כוכבים אחרים בכמה צבעים.
6. צוות לחלקיקים טעוני אנרגיה – חקר האנרגיה, ההרכב, הזרם והמקור של חלקיקים אנרגטיים בחלל הבין־כוכבי ושל אלה שנלכדו במגנטוספירות של כוכבי הלכת.
7. צוות מחקר לאור אולטרה סגול – חקר האטמוספירה של כוכבי הלכת וירחיהם על־ידי זוהר האור הנפלט מהם וחקר ליקויי חמה במידת האפשר בשימוש בספקטרומטר אולטרה סגול.
8. צוות לרדיו – אסטרונומיה – חקר גלי הרדיו הנפלטים מכוכבי הלכת תוך ניצול טכניקה פסיבית של מכשירים בחללית.
9. צוות מחקר לאינפרה אדום – חקר פניהם של כוכבי הלכת, סביבתם והחום המוקרן מפניהם בעזרת מכשירי החישה באינפרה אדום.
10. צוות מחקר לשדות מגנטיים – מדידת השדות המגנטיים במרחב הבין־כוכבי ואלה המקיפים את כוכבי הלכת וירחיהם.
11. צוות לחקירת מטאורידים- מדידת הגודל, המסלול, הפרמטרים, החלוקה וההרכב של האבק הקוסמי ושל החלקיקים הנעים במרחב של מערכת השמש.
12. צוות לחקירת חלקיקי המימן האטומי – מדידת החלוקה והדינמיות של חלקיקי המימן האטומי הנפלטים מכוכבי הלכת.
13. צוות לחקירת קרני X הנפלטים מכוכבי הלכת – מדידה וקביעה של קרני X הנפלטים מכוכבי הלכת ומירחיהם.
ביטול התכנית
בשל קיצוצים בתקציב של נאס”א התכנית לא יצאה לפועל.
עם זאת, מקצת מהיתרונות שלה הועברו לחלליות וויאג’ר 1 שביקרה בצדק ושבתאי ועוד יותר בחללית וויאג’ר 2 שחלפה ליד צדק שבתאי אורנוס ונפטון. מאוחר יותר, בשנת 2006 שוגרה החללית אופקים חדשים לפלוטו (רגע לפני שהודח ממעמדו ככוכב לכת), כשהיא חולפת בדרך על פני צדק ונעזרת בכבידתו להאצה.
