Исследование Венеры
В августе 1990 года «Магеллан» вышел на вытянутую полярную орбиту вокруг Венеры с высотами от 295 км до 8500 км и периодом обращения 195 минут.
В каждый момент сближения с планетой аппарат с помощью радиолокатора картографировал узкую полосу шириной от 17 до 28 км. К сентябрю 1992 года аппарат осуществил съёмку 98 % поверхности планеты. Поскольку «Магеллан» многократно снимал многие участки с разных углов, то это позволило составить трёхмерную модель поверхности, а также исследовать возможные изменения ландшафта. Стереоизображение получено для 22 % поверхности Венеры.
До «Магеллана» менее подробное картографирование Венеры было осуществлено аппаратами Пионер-Венера-1, Венера-15 и Венера-16 с разрешением в 1-2 км.
Создание подробной карты помогло лучше понять геологию Венеры. На планете имеется сравнительно немного кратеров, но часто встречаются образования вулканического происхождения (лавовые равнины и т. д.). Поверхность Венеры является молодой по геологическим меркам — менее 800 млн. лет. Аппарат обнаружил множество интересных особенностей (например, протяжённые «протоки» сверхвязкой лавы). Как ни странно, на Венере (в отличие от Марса) не обнаружено значимых признаков ветряной эрозии, а атмосферный перенос пыли и песка имеет ограниченный характер.
С сентября 1992 года по май 1993 года «Магеллан» исследовал гравитационное поле Венеры. В этот период он не осуществлял радиолокацию поверхности, а транслировал постоянный радиосигнал на Землю. По изменению частоты сигнала можно было определить малейшие изменения скорости аппарата (доплеровский эффект), что, в свою очередь, позволяло детектировать особенности гравитационного поля планеты.
С мая по август 1993 года «Магеллан» опробовал технологию атмосферного торможения. Нижняя точка орбиты была немного снижена, чтобы аппарат задевал верхние слои атмосферы и изменял параметры орбиты без затрат топлива. В августе орбита «Магеллана» составляла по высотам 180—540 км с периодом обращения 94 минуты. Это позволило провести более точные гравитационные измерения. В целом, была составлена «гравитационная карта» для 95 % поверхности планеты.
В сентябре 1994 года был проведён эксперимент по исследованию верхних слоёв атмосферы Венеры. Солнечные панели аппарата были развёрнуты подобно лопастям ветряной мельницы, а орбита «Магеллана» снижена. Это позволило получить информацию о поведении молекул в самых верхних слоях атмосферы. 11 октября орбита была снижена в последний раз, а 12 октября 1994 года контакт с аппаратом, приближавшимся к Венере по спирали, был потерян.