سیاره زهره با جو بسیار غلیظ از دی‌اکسید کربن که فشاری ۹۰ برابر فشار جو زمین در سطح دارد، دمای سوزان در حد دیگ زودپز و باران‌هایی از اسید سولفوریک مقصد بسیار چالش‌برانگیزی برای مأموریت‌های رباتیک کاوشی است. ترکیبات جو این سیاره به‌شدت خورنده است و فلزات را سولفیده می‌کند. اتحاد جماهیر شوروی در دهه‌های ۱۹۷۰ و ۱۹۸۰ با برنامه ونرا (Venera) چند مأموریت رباتیک کاوشی به مقصد زهره انجام داد که توانستند فقط مدت کوتاهی روی سطح آن دوام بیاورند ولی از آن هنگام تاکنون مأموریت دیگری به مقصد سطح سیاره زهره انجام نشده است. اکنون کارشناسان فضایی عقیده دارند با فناوری‌های نوین ارائه‌شده امکان بازگشت کاوشگرها به سطح این سیاره فراهم شده است.
فناوری‌های مختلفی برای امکان عملکرد طولانی مدت سامانه‌های الکترونیکی در دمای سوزان سطح زهره پیشنهاد شده است. سامانه‌های خنک‌کننده با عملکردی شبیه به یخچال با استفاده از گاز مایع و یا با استفاده از مولدهای برق اتمی از این جمله هستند. همچنین مواد و حسگرها و مدارهای الکترونیکی که با شرایط سطح زهره سازگار هستند ساخته شده است، برای مثال ناسا مدارهای الکترونیکی ویژه‌ای از جنس سیلیسیم کاربید ساخته که می‌توانند برای مدت هزاران ساعت در دمای ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد کار کنند.
به دلیل جو غلیظ و ابرهای سیاره زهره، تابش بسیار اندکی از خورشید به سطح آن می‌رسد و تأمین برق موردنیاز سطح‌نشین یا سطح‌نوردها با آرایه‌های خورشیدی با چالش جدی مواجه است. درحالی‌که در ارتفاع‌های بالای جو زهره با آرایه خورشیدی به مساحت یک مترمربع می‌توان ۵۵۰ وات برق گرفت، در سطح این سیاره این مقدار به کم‌تر از ۹ وات کاهش می‌یابد. استفاده از توربین‌های بادی که با نیروهای بادهای زهره می‌چرخند یکی از راهکاری است که برای تأمین انرژی کاوشگرها در سطح زهره پیشنهاد شده است.
در شرایط سخت سطح زهره دستگاه‌های مکانیکی عمر طولانی‌تری از مدارهای الکترونیکی دارند. به همین دلیل طرح‌هایی برای استفاده از سامانه‌های صرفا مکانیکی به جای سامانه‌های الکترونیکی در سطح‌نوردهای زهره ارائه شده است. در طرح‌های ارائه‌شده، سطح‌نوردهای مکانیکی از ساعت‌های چرخ‌دنده‌ای استفاده می‌کنند و پیام‌هایشان را هم با مورس به مدارگرد مخابره می‌کنند. این سطح‌نوردها به صفحاتی مجهز می‌شوند که امواج راداری مدارگرد را بازتاب می‌دهند. روی این صفحات چرخ‌های گردانی قرار می‌گیرد که دارای شکاف‌هایی هستند. با چرخش این صفحات بازتاب سیگنال‌های راداری قطع و وصل می‌شود و سیگنالی مشابه مورس تولید می‌کند. سطح‌نوردهای مکانیکی با توربین از بادهای زهره انرژی می‌گیرند. همچنین این سطح‌نوردهای مکانیکی به جای استفاده از باتری، انرژی اضافه را در مجموعه‌ای از فنرها ذخیره می‌کنند.
در حال حاضر ناسا و سازمان فضایی روسیه (Roscosmos) به صورت مشترک در حال کار روی پروژه ونرا-دی (Venera-D) به مقصد سیاره زهره هستند که شامل یک مدارگرد و یک سطح نشین و چند کاوشگر جوی خواهد بود. همچنین ناسا طرحی مفهومی به نام زفیر (zephyr) برای کاوشگری روی سطج زهره ارائه کرده که به بادبان فلزی بزرگی مجهز است و با نیروی باد روی سطح حرکت می‌کند. برای مقاومت در برابر خوردگی این سطح‌نورد از جنس تیتانیوم ساخته می‌شود. روی بادبان فلزی بزرگ زفیر از سلول‌های خورشیدی پوشیده شده تا انرژی الکتریکی آن را تأمین کند.