Voyager 1 được chế tạo bởi Phòng Thí nghiệm Sức đẩy Phản lực.[2] Thân tàu có hình thập giác rỗng với 10 ngăn ở các cạnh để chứa các thiết bị điện tử, phần rỗng ở giữa được dùng để đặt bình nhiên liệu. Con tàu được trang bị 11 thiết bị khoa học để nghiên cứu các vật thể như hành tinh khi nó bay qua.

Hệ thống liên lạc

Hệ thống liên lạc radio của tàu Voyager 1 được thiết kế để hoạt động ngoài phạm vi Hệ Mặt Trời. Hệ thống bao gồm một ăng-ten chảo có đường kính 3.7m với hệ số khuếch đại lớn dùng để phát và nhận sóng radio từ 3 trạm Deep Space Network trên Trái Đất. Con tàu truyền dữ liệu về Trái Đất qua kênh 18 của trạm Deep Space Network, dùng tần số 2.3 GHz (Băng tần S) và 8.4 GHz (Băng tần X). Tín hiệu từ Trái Đất được phát tới Voyager 1 qua tần số 2.1 GHz.[5]

Khi Voyager 1 không thể liên lạc trực tiếp được với Trái Đất, những băng ghi dữ liệu kĩ thuật số (Digital Tape Recorder - DTR) của nó có thể ghi khoảng 64 kilobyte dữ liệu để truyền về Trái Đất ở thời điểm khác.[6] Vào tháng 2 năm 2016, tín hiệu từ Voyager 1 mất 37 tiếng để đến Trái Đất.

Hệ thống điện

Voyager 1 có ba máy phát nhiệt điện đồng vị phóng xạ (RTG) gắn trên một xà kim loại. Mỗi cái chứa 24 viên nén plutoni-238 ôxít hình cầu.[7] Các cặp nhiệt điện silic-germani sẽ biến đổi nhiệt từ sự phân rã của plutoni-238 thành điện năng. Các máy phát RTG tạo ra khoảng 470 watt điện vào thời điểm phóng, phần điện dư được chuyển thành nhiệt và tỏa vào không gian. Lượng điện phát ra từ các máy phát RTG giảm dần theo thời gian (do chu kì bán rã 87.7 năm của plutoni-238 và sự suy giảm hiệu suất của các cặp nhiệt điện), nhưng các máy phát RTG sẽ vẫn tiếp tục phát đủ điện để duy trì hoạt động của tàu đến năm 2025.[5][7]

• Sơ đồ hộp chứa nhiên liệu của các máy phát RTG, cho thấy cấu tạo của những viên plutoni-238 ôxít.
• Sơ đồ phần vỏ của máy phát RTG, cho thấy các cặp nhiệt điện silic-germani.
• Mô hình của một máy phát RTG.

Hiện tại Voyager 1 chỉ còn lại 71.4% lượng plutoni-238 mà nó có lúc phóng. Vào năm 2025, lượng plutoni-238 sẽ giảm xuống còn 68.8%.

Hệ thống máy tính

Tàu Voyager 1 có 3 hệ thống máy tính chính:

• Hệ thống máy tính điều khiển (Computer Command Subsystem - CCS)
• Hệ thống kiểm soát tư thế bay và chuyển động khớp (Attitude and Articulation Control Subsystem - AACS)
• Hệ thống quản lý dữ liệu bay (Flight Data Subsystem - FDS)

Hệ thống máy tính điều khiển (Computer Command Subsystem - CCS) bao gồm 2 bộ vi xử lý 18-bit với xung nhịp 250 kHz và 2 bộ nhớ 8KB. Các chương trình giúp biên dịch, thực thi lệnh, phát hiện và xử lý lỗi, điều khiển camera,... chiếm 5,5KB dung lượng bộ nhớ. 2,5KB dung lượng còn lại là để chứa các chuỗi lệnh điều khiển hoạt động của tàu.[8] Hệ thống máy tính này là phiên bản cải tiến của hệ thống dùng trên tàu Viking 1.

Hệ thống kiểm soát tư thế bay và khớp động (Attitude and Articulation Control Subsystem - AACS) điều khiển tư thế của tàu, giữ ăng-ten chính hướng về Trái Đất,... Hệ thống AACS chứa bộ vi xử lý và bộ nhớ tương tự như hệ thống CCS.[8]

Hệ thống quản lý dữ liệu bay (Flight Data Subsystem - FDS) giúp thu thập, định dạng dữ liệu từ các thiết bị khoa học và cảm biến để lưu trữ trên tàu hoặc truyền về Trái Đất, ngoài ra nó còn kiểm soát bộ đếm thời gian giúp đồng bộ hoạt động của các thiết bị trên tàu. Hệ thống FDS chứa 2 bộ vi xử lý 16-bit và 2 bộ nhớ 16KB.[8]

Thiết bị khoa học

Voyager 1 mang theo 11 thiết bị khoa học bao gồm hai camera, một phân cực kế quang học, hai quang phổ kế, 3 máy dò hạt, 2 hệ thống đo sóng radio, plasma và một 1 từ kế. Các thiết bị này sẽ nghiên cứu các đặc điểm của những vật thể mà Voyager 1 bay qua như khí quyển, từ quyển, trọng trường, thành phần hóa học, cấu tạo bề mặt,...[9]

Hệ thống chụp ảnh khoa học (Imaging Science Subsystem - ISS)

Hệ thống này bao gồm 2 camera. Một camera góc rộng có độ phân giải trung bình được trang bị ống kính 200mm với khẩu độ f/3 và một camera góc hẹp được trang bị ống kính 1500mm với khẩu độ f/8.5. Cả hai camera được trang bị 8 bộ lọc màu được gắn trên một bánh quay và đều sử dụng một phiên bản cải tiến của cảm biến vidicon sử dụng trong camera của các tàu Mariner để thu nhận hình ảnh. Cả hai camera được điều khiển bởi hệ thống máy tính FDS.[10] Thông số điều khiển được lưu trong bộ nhớ của hệ thống máy tính này.