Die Schwestersonde der im März 1972 gestarteten Pioneer 10 Jupitersonde, Pioneer 11, folgte dieser während des nächsten Startfensters im April 1973 nach. Beide Sonden waren ursprünglich 1969 als einfache spinstabilisierte Flugkörper mit begrenztem Forschungspotential projektiert worden. Die Experten am Ames Research Center entwarfen schließlich aber die bis dahin komplexesten Tiefraumsonden der NASA, verzichteten jedoch aus Gewichtsgründen notgedrungen auf eine autonome Steuerung durch einen Bordcomputer. Da das Risiko als sehr hoch angesehen wurde, wenigstens eine der Sonden während der Mission zu verlieren, hielt man sich mit dem zeitlich um ein Jahr versetzten Startzeitpunkt die Option offen, auf Probleme mit der ersten Sonde zu reagieren. Doch Pioneer 10 passierte insbesondere den gefürchteten Asteroidengürtel ohne Schaden zu nehmen. Das machte den Weg frei für Pioneer-​G. Im Gegensatz zu Pioneer 10, deren Start mehrfach verschoben worden war, gelang der Start der um eine TE364-​4  Feststoff-​Viertstufe erweiterten Atlas-​SLV3D Centaur-​D1 A im ersten Anlauf und nur Sekunden, nachdem sich das Startfenster am 06.04.1973 geöffnet hatte. Probleme traten jedoch schon kurz nach dem Start auf, als sich ein Ausleger mit einem der RTGs (Radioisotope Thermoelectric Generators) nicht komplett ausklappen ließ. Erst eine Reihe von Kommandos über das Deep Space Network konnten das Problem lösen. Dagegen ließ sich der primäre Sender von Pioneer nicht aktivieren und vom Start an operierte die Sonde auf dem Reservesystem. Die Bahn von Pioneer 11, wie die Sonde nach dem geglückten Start genannt wurde, war so berechnet, daß sie über die Südkalotte des Jupiter führte. Damit führte sie zwar direkt durch die gefährlichen Strahlungsgürtel des Jupiter, die Dauer des Strahlungsbombardements war aber wesentlich kürzer als bei Pioneer 10. Nach den Erfahrungen mit Pioneer 10 unternahm Pioneer 11 daher am 19.04.1974 unmittelbar nach dem Durchflug des Asteroidengürtels eine Bahnkorrektur für den engen Vorbeiflug an Jupiter. Der Kurs führte jetzt bis auf 43.000 km an die Wolkenobergrenze des Planeten heran. Der Gravitationseffekt des Planeten würde Pioneer 11 dann auf eine Bahn lenken, die quer durch unser Planetensystem zum Saturn führte. Im November/Dezember 1974 passierte Pioneer 11 Jupiter und lieferte hervorragende Bilder von den Polregionen des Planeten und einiger seiner Monde. Dazu kam eine Fülle teils unerwarteter Meßwerte. Nachdem Pioneer 11 Kurs auf Saturn genommen hatte, wurde die Sonde in Pioneer-​Saturn umbenannt. Wenige Wochen später traten bei Pioneer-​Saturn Probleme mit „Geisterkommandos“ auf. Normalerweise wurde dieses Phänomen von intensiver Strahlung verursacht. Diesmal wurde aber nach monatelanger Suche der Meteoritendetektor als Ursache gefunden. Dieser war offensichtlich durch Strahlungseinflüsse beim Jupitervorbeiflug beschädigt worden und störte nun andere Instrumente. Also wurde er stillgelegt. Im Rahmen der Fehlersuche war aber auch der Plasma Analysator vorübergehend abgeschaltet worden. Und dieses wichtige Instrument konnte nun leider nicht mehr aktiviert werden. Und vor Pioneer-​Saturn lag noch ein Flug von fünf Jahren, denn die Position der Planeten zueinander war zu diesem Zeitpunkt extrem ungünstig. Dieser lange Flug hatte aber auch eine gute Seite. Denn nach zweieinhalb Jahren gelang es, den beschädigten Plasma Analysator doch noch zum Leben zu erwecken. Underdessen wurden verschiedene Anflugvarianten auf Saturn diskutiert. Darunter ein Anflug durch die Cassini Teilung in den Saturn Ringen! Schließlich wurde eine realtiv sichere Anflugvariante durch die äußeren bekannten Ringe gewählt. Damit konnten Daten gewonnen werden für die geplante Voyager Mission, die auf dem Weg zu Uranus und Neptun eben diesen Kurs steuern mußte. Am 01.09.1979 passierte Pioneer den Saturn, durchflog das Ringsystem und kollidierte um ein Haar mit einem erst am Vortag entdeckten Mond! Der Vorbeiflug war seinerzeit ein großes Medienereignis, das praktisch live im Fernsehen übertragen wurde. Die Fernsehzuschauer in den USA wurden in den entscheidenden Stunden der Mission mit Interviews, frühen Computer-​Animationen und schließlich ersten unbearbeiteten Bildern des Ringplaneten versorgt. Nach dem Vorbeiflug bestand keine Möglichkeit, Pioneer-​Saturn zu einem weiteren Planeten umzulenken. Die Sonde bewegte sich im freien Raum. Ab Februar 1985 arbeiteten die Instrumente von Pioneer im „power sharing“ Modus. 1990 verließ sie (per Definition) unser Sonnensystem und sendete immer noch Daten zum Sonnenwind, zum solaren Magnetfeld und zur kosmischen Strahlung. Allerdings gab es Probleme bei der Antennenausrichtung und auch die verfügbare Energie verringerte sich zusehends. Im September 1995 erlaubte die Energiesituation keinen kontinuierlichen Betrieb mehr und so wurde Pioneer 11 offiziell außer Dienst gestellt. Einige Jahre darauf dürften die Sender von Pioneer 11 für immer verstummt sein. Damit endete die Mission der „glücklichsten“ bis heute gestarteten Raumsonde.