براساس توضیحات ناسا، مأموریت اصلی گالیله شامل یک سفر ۲۳ ماهه با ۱۱ دور گردش به دور منظومه مشتری بود که در آن، ۱۰ بازدید نزدیک با قمرهای اصلی مشتری انجام شد. اگرچه مأموریت اصلی در دسامبر ۱۹۹۷ به پایان رسید، این مأموریت سه بار تمدید شد. گالیله در مجموع ۳۵ ملاقات با قمرهای اصلی مشتری داشت که عبارت‌اند از: ۱۱ بار با اروپا، ۸ بار با کالیستو، ۸ بار با گانیمد، ۷ بار با آیو و یک بار با آمالتیا.
بیشتر بخوانید:
کاوشگر گالیله نخستین تصاویر و مشاهدات دقیق از قمرهای سیاره مشتری را به زمین فرستاد و شواهدی از فعالیت آتشفشانی شدید در آیو، نشانه‌هایی از اقیانوس مایع در زیر سطح اروپا و وجود میدان مغناطیسی در اطراف گانیمد را کشف کرد. علاوه بر جنبه‌های برنامه‌ریزی‌شده مأموریت، این فضاپیما اولین و تنها فضاپیمایی بود که شاهد برخورد یک دنباله‌دار به سیاره مشتری شد. در آن زمان دنباله‌دار شومیکر-لووی ۹ به سمت دور مشتری برخورد کرد.
یکی از هیجان‌انگیزترین بخش‌های مأموریت در آغاز آن بود؛ وقتی گالیله در ژوئیه ۱۹۹۵ یک کاوشگر فرود را به جو سیاره رها کرد. این کاوشگر فرود، سوخت جداگانه‌ای نداشت و شروع به سقوط آزاد به داخل جو مشتری کرد. ناسا توضیح می‌دهد: «هشت دقیقه بعد، مدارگرد شروع به دریافت داده‌ها از کاوشگر فرود کرد که با سرعتی شبیه دنباله‌دار، یعنی حدود ۱۷۰ هزار کیلومتر در ساعت به بالای جو مشتری برخورد کرد. در این فرآیند، کاوشگر دمایی دو برابر دمای سطح خورشید را تحمل کرد.» همچنین کاوشگر با استفاده از ترمزهای آئرودینامیکی سرعت خود را کاهش داد و سپس چتر نجات و سپر حرارتی خود را باز کرد.
کاوشگر فرود گالیله در اعماق مشتری، فشاری ۲۳ برابر فشار متوسط سطح زمین را تحمل کرد
کاوشگر فرود که شکلی شبیه به کاسه داشت، حدود ۲۰۰ کیلومتر درون ابرها شناور شد و داده‌هایی درباره نور خورشید و جریان گرمایی، فشار، دما، بادها، صاعقه و ترکیب جو به مدارگرد ارسال کرد. پس از ۵۸ دقیقه از آغاز فرود، دماهای بالا فرستنده‌های کاوشگر را خاموش کرد. کاوشگر داده‌هایی را از عمقی ارسال کرد که فشار آن ۲۳ برابر فشار متوسط سطح زمین بود.
اگرچه کاوشگر فرود کمتر از یک ساعت پس از رهاسازی ارسال داده‌ها را متوقف کرد، عناصر جوی سیاره را اندازه‌گیری کرد و داده‌هایی درباره تفاوت ترکیبات شیمیایی مشتری با خورشید و سرنخ‌هایی درباره چگونگی تکامل این سیاره در آغاز منظومه شمسی در اختیار ما گذاشت.
خود گالیله نیز از سقوط نهایی و دراماتیک به درون مشتری در امان نماند. با استفاده از داده‌های این فضاپیما، دریافتیم که احتمال وجود آب شور زیر سطح قمر یخی اروپا وجود دارد. در ۲۱ سپتامبر ۲۰۰۳، ناسا به‌طور عمدی گالیله را به درون مشتری انداخت تا از قمر اروپا در برابر برخورد احتمالی کاوشگر محافظت کند.
ناسا توضیح می‌دهد: «نقطه ورود گالیله به جو سیاره غول‌پیکر حدود ۱/۴ درجه جنوب خط استوای مشتری بود. اگر ناظران در بالای ابرها شناور بودند، می‌توانستند این کاوشگر را در حال ورود از نقطه‌ای حدود ۲۲ درجه بالاتر از افق محلی ببینند. ورود گالیله همچنین می‌توانست به‌عنوان «فریادکشان» توصیف شود؛ زیرا سرعت فضاپیما نسبت به آن ناظران حدود ۴۸٫۲ کیلومتر بر ثانیه بود. این سرعت معادل طی کردن فاصله لس‌آنجلس تا نیویورک در ۸۲ ثانیه است.»
توضیح تصویر مقاله: تصور هنری از ورود کاوشگر گالیله به مشتری.