Sinds de oprichting in 1990 houdt de Hubble-ruimtetelescoop de steeds veranderende atmosferen van de buitenste planeten bij. Bovendien heeft het gediend als interplanetaire weerwaarnemer. Hubble heeft het weer en seizoensvariaties op Jupiter en Uranus waargenomen.
In tegenstelling tot de aarde hebben de buitenste planeten geen vaste oppervlakken die het weer kunnen beïnvloeden. Ook is het zonlicht onvoldoende om de atmosferische circulatie te ondersteunen. Toch zijn het dynamische werelden en Hubble observeert de jaarlijkse variaties in hun klimaat. Het weer van Jupiter wordt van binnenuit gecontroleerd; er stijgt meer warmte op van binnenuit Jupiter dan van de zon, wat indirect de wolkenkleurcycli regelt. Wanneer de zomer nadert op het noordelijk halfrond, merkt Hubble een zich ontwikkelende poolkap van fotochemische waas op grote hoogte op Uranus op. De seizoenen verlopen langzaam omdat één cirkel rond de zon 84 jaar duurt.
Het Outer Planet Atmospheres Legacy (OPAL) programma van de Hubble Space Telescope biedt jaarlijks foto’s van de enorme planeten. Lage noordelijke breedtegraden zullen naar verwachting stormachtig weer ervaren op Jupiter. Er is een opmerkelijke reeks afwisselende stormen te zien, die een “wervelstraat” vormen. Het golfpatroon wordt gevormd door een reeks geneste cyclonen en anticyclonen. De cyclonen en anticyclonen zijn gerangschikt in een patroon dat lijkt op in elkaar grijpende tandwielen, die heen en weer draaien om het golfpatroon te creëren.
In de jaren negentig heeft de Hubble-ruimtetelescoop geen cyclonen of anticyclonen met ingebouwde onweersbuien gedetecteerd. In de afgelopen tien jaar zijn deze stormen echter verschenen en er is ook activiteit in hen te zien. De oranje maan Io is ook te zien op Hubble’s foto’s van de veelkleurige wolkentoppen van Jupiter. De westelijke rand van de planeet wordt overschaduwd door de schaduw van Io. De grootste storm die ooit in het zonnestelsel is gezien, is de Grote Rode Vlek, een ander kenmerk van de atmosfeer van Jupiter.
Uranus draait op een andere manier rond de zon dan de aarde, met een baan van 84 jaar en een zijwaartse rol in plaats van een meer verticale spin. Slechts acht graden van het baanvlak van de planeet worden afgeleid door zijn vreemd scheve rotatie-as. De rotatie-as wordt een “horizontale” as genoemd. Het resultaat van de kanteling van Uranus is dat delen van een halfrond gedurende perioden van maximaal 42 jaar volledig zonder zonlicht blijven. De meest recente waarneming door Hubble toont de noordpool die momenteel naar de zon kantelt. Volgens een recente theorie had Uranus ooit een grote maan die door de zwaartekracht onstabiel was voordat hij ermee in botsing kwam. Bijkomende scenario’s omvatten enorme botsingen tijdens planeetvorming of zelfs gigantische planeten die door de tijd heen resonerende koppels creëren.
Jupiter en zijn grote oceaandragende manen (Callisto, Ganymedes en Europa) zijn de doelen van ESA’s Jupiter Icy Moons Explorer (Juice). Juice wordt momenteel voorbereid voor lancering vanuit de Europese ruimtehaven in Frans-Guyana op 13 april 2023, met Ganymedes als belangrijkste doelwit. Juice zal Ganymedes verschillende keren langs vliegen voordat hij in een baan rond de maan komt. Het is de nieuwste, meest gewaagde missie van de mensheid naar het buitenste zonnestelsel. De missie zal verschillende belangrijke kwesties onderzoeken. Onder de problemen zijn onder meer het raadselachtige magnetische veld van Ganymedes, de verborgen oceaan, de ingewikkelde kern, de overvloed aan ijs en de schaal. Anderen zijn interacties met zijn directe omgeving en die van Jupiter, zijn verkenning van de activiteit van de maan in de loop van de tijd, samen met het onderzoek naar zijn geschiktheid om leven in stand te houden.
