简单百科
土星

土星

土星（英文Saturn)，位于木星和天王星之间，是太阳系第二大气态巨行星。土星在太阳系八大行星中直径排行第二，仅次于木星，距离太阳第六远。因为与木星同属于类木行星，所以土星也具有质量大、体积大、密度小和自转速度快等特点。质量是地球的95倍，体积是地球的730倍，平均密度为八大行星中最小，比水的密度大约还小31％。由于自转速度非常快，星体外形呈扁的椭球体。

虽然它被称为气态巨行星，但它并不完全是气态的，主要由氢组成，另外还有少量的氦和微量元素；内部核心部分可能还有固态岩石和冰类物质。土星地表温度低到零下一百多度，核心温度却高达零上一万多度。土星有一个可观察到的漂亮光环，那是它的行星环系统。环的主要成分是冰的微粒、尘土和少数的岩石残骸。土星表面寒冷多风，上空闪电频繁，风速高达1800千米/小时。持续存在于南北极的中央眼和六边形风暴，是土星表面最独特的风景，是其他行星不具有的。有145颗卫星绕土星旋转，土卫六是土星系统中最大和太阳系中第二大的卫星，仅次于木卫三，比行星中的水星还要大，并且土卫六是太阳系仅有的拥有明显大气层的卫星。它和土卫二都是人类寄希望获取生命早期演化物质的星体。

土星是人类肉眼能够观察到的最远的一颗行星，距离地球约15亿千米。在西方，土星的英文名称源自于罗马神话中的农业之神萨图恩；在古中国有“镇星”或”填星”之称，又名瑞星，西汉之后始称“土星”。早在十七世纪，人类就开启了探索土星的历程。

探索和发现

1610年，伽利略·伽利莱通过望远镜首次观测到土星和它的卫星。1655年，荷兰天文学家克里斯蒂亚安·惠更斯发现了“土卫六”，首次描述了土星的“环”。1675年，让·多米尼克·卡西尼发现土星光环中间有条暗缝，这就是后来以他名字命名的著名的卡西尼环缝。他猜测，光环是由无数小颗粒构成。两个多世纪后的分光观测证实了他的猜测。1857年英国物理学家詹姆斯·麦克斯韦通过稳定性分析证明土星环不是一个刚体结构，而是非常多的小颗粒组成。1885年，James E.keelert通过光谱观测首次证实了土星环不是刚体的论断。

20世纪70年代发射的“先驱者”11号、“旅行者”1号和2号飞船，先后于1979、1980和1981年飞掠土星，对土星及土卫族进行了近距离探测。它们在与土星会合期间，发现并测量了土星的磁场，考察了土星和“土卫六”的大气，发现了新的光环和前所未知的卫星，发送回许多近距离的土星、土卫族和光环系统的图像，以及大量的测量资料。

1979年8月31日“先驱者”11号探测到土星弓形波区域；9月1日“先驱者”11号从土星云层顶端上方约2万千米的位置通过，拍摄到了人类首张近距离土星照片，并测量了土卫六表面的温度和土星磁场强度。1980年，‘‘旅行者’‘1号，首次拍摄到了土星环带和卫星的高清晰度照片，并探测证实了土卫六浓厚大气层的存在。1981年，‘‘旅行者’’2号对土星大气层的温度和密度进行了探测，测量了大气层内部温度梯度的分布，并发现了一些新的卫星。

2004年7月，美国航空航天局的“惠更斯号”进入了土星轨道，以土星为主要探测目标，开始对土星及其卫星进行详细的研究。获得了有史以来最清晰的土卫六照片，探测到了一系列新的发现，揭示了土星环内部的结构等等。2005年1月，‘‘克里斯蒂安·惠更斯’’号着陆器成功降落在土卫六表面，并在土卫六表面运行90分钟，拍到了人类历史上第一张土卫六表面照片。同年，卡西尼号首次近距离观测到土卫二，拍摄到了土卫二的冰晶喷射活动，证实了土卫二是太阳系第四颗存在火山活动的天体。2006年，通过对卡西尼号雷达照片分析发现土卫六北半球存在碳氢化合物湖泊，2007年喷气实验宣布证实了这个发现。2008年卡西尼号以50千米高度近距离飞掠土卫二，探测发现羽状物中含更多复杂的碳氢化合物，这极大地提高了土卫二存在生命的可能性。2013年4月3日，美国航空航天局宣布土卫二南极地底存在地下水海洋，土卫二成为太阳系有可能存在生命的星球之一。

“卡西尼”号土星探测器于1997年10月15日发射升空，22次穿越土星与土星环之间，收集重要数据并拍下珍贵照片。近20年间，“卡西尼”号曾完成一系列重大发现，包括发现土卫二存在全球性海洋、土卫六上存在液态甲烷海洋，在土卫二喷出的羽流中探测到等。卡西尼号完成最后一次土星探测任务后于2017年9月15日撞落土星陨灭，留下了许许多多关于土星的资料。

古往今来，人类对世界的由来一直充满了好奇，科学家门不断探索着宇宙的起源、太阳系的产生，也形成了一些推测土星过去和将来的理论。

形成和演化

土星的形成过程，也是行星的形成过程，历时数千万年。大约50亿年前，发生了一起极其高能的事件，很可能是超新星爆发，使得一大团气体和尘埃开始收缩，产生了一个旋转的扁平圆盘，引力作用将物质推入它的核心，形成了原太阳。大部分没有被原太阳吸收的物质聚集成越来越大的碎片，这些碎片被称为星子，是形成行星的种子。星子吸附附近的其他粒子，体积迅速增大，少数星子形成了现在行星的前身。离太阳较远的星子变得更大，吸收了更多的星子。土星形成时，起先是土物质和冰物质吸积，然后是气体的聚集。最终形成现在的从外向内由气态到液态再到固态的气态巨行星。

土星与其他太阳系行星一样，它们的命运将随着太阳的衰亡而有所改变。像地球这样的行星目前没有理论上的寿命限制，而恒星不会永生，太阳这样的黄矮星，并不会甘于悄然落幕，随着氢的耗尽，内部的核聚变会不断向更重的元素推进，聚变大概进行到碳或氧为止，太阳的体积不断膨胀，演化成为一颗红巨星。水星、金星以及地球，最终都会融入这颗红巨星，而地球轨道外侧的五颗行星则能够幸免于难。在核聚变彻底终止之后，太阳将会缩为一颗密度很大的白矮星，最终冷却为一颗黑矮星。而没有被其吞没的行星，包括土星，有些依旧会陪伴在它的身旁，而有些则可能因为引力的改变而变为一颗无家可归行星。

另外，据美国航空航天局的卡西尼号2017年在其最后几个月的观测中发现，土星环可能出人意料的年轻，直到几亿年前，它们还不存在。科罗拉多大学行星科学家Larry Esposito说：“卡西尼号的这两个研究成果确实有力地证明了这些环是年轻的，可能在2亿年左右。”土星环中的物质在不断向着土星流失。带电粒子沿着磁力线方向飞往土星，中性粒子在环平面方向飞往土星，土星环的物质流失率高达每秒一万千克。根据已测得的土星环的质量计算，在此流失率下，一亿年后土星环将不复存在。地球人再也看不到土星那美丽的皇冠。

基本特征

由于土星是气态巨行星，所以没有特别确定的表面。又由于自转速度快而呈现为扁球形状的星体。其两极直径比赤道直径约短10%，所以看上去比其他气态行星要扁，赤道更为突出，扁率为0.098，是太阳系行星中扁率最大的。土星赤道半径60268千米，约为地球的9.4倍，平均密度为0.687克/立方厘米。逃逸速度为35.5千米/秒。土星到太阳的平均距离是9.5549天文单位。土星的北极被认为是土星上最“温高” 的地方，温度高达零下122℃，而土星其他地方的温度则是零下185℃。土星的反照率是0.342。

内部结构

土星的内部结构被认为与木星相似，即有一个被氢和氦包围着的核心。岩石核心的构成与地球相似但密度更高。在核心之上，有更厚的液体金属氢层，然后是数层的液氢和氦层，在最外层是厚达1000公里的大气层，也存在着各种形态冰的踪迹。估计核心区域的质量大约是地球质量的9-22倍。土星有非常热的内部，并且辐射至太空中的能量是它接受来自太阳的能量的2.5倍。

虽然没有土星内部结构直接的信息，但依据有关观测和理论计算，科学界曾经建立了这样一个结构模型：土星有一个半径约为7500千米，质量为地球5倍的岩石及铁的内核，中心密度近19克/厘米³；围绕内核的是一个半径为16000千米的水、甲烷和氨的外核，密度为4.5~7克/厘米³；外核之上是氢、氦组成的幔，密度自表面为零到幔-核边界为1.9克/厘米³。在密度超过1.1克/厘米³的深度则发生氢从分子态到金属态的转化。

公转和自传

土星绕太阳公转的平均速度是9.69千米/秒，轨道面对黄道面转轴倾角是2.48度，轨道偏心率为0.05555，公转的轨道是椭圆形，轨道半径约为14亿千米，近日距为9.195天文单位，是9.957天文单位。土星同太阳的距离在近日点时和在远日点时相差约1.62亿千米。公转周期约29.5年，10759.5天。

土星的自转速度比木星略慢，两极附近和赤道附近的自转周期差异巨大。由于土星是一个气态巨行星，没有坚固表面，在旋转时没有可供跟踪的地标，再加上土星磁场的特殊性，土星的旋转周期一直难以估算。其自转因纬度不同而不同，在不同的系统模型下，自转周期有所不同。系统一，赤道带附近的自转周期为10小时14分00秒，包括赤道和南北赤道带；系统二，除极地之外其他土星纬度区域的周期为10小时38分25.4秒；系统三，土星内部的自传周期为10小时39分22.4秒。2019年美国科学家利用美国航空航天局卡西尼号探测器提供的新数据，给出的土星的自转周期是10小时33分38秒，比20多年前的测量值短了约6分钟。

土星磁层

土星磁层是由它的磁场和旋转核心产生的，比地球赤道附近的磁层略弱，但覆盖面积却约是地球赤道附近磁层的20倍。土星磁场是土星内部产生的磁现象，磁层顶达17倍土星半径，延伸至土卫六轨道之外。弓形微波面达20~24倍土星半径。磁层中的电子或离子散失到广延环系中而密度变小。磁层中还含有中性气体、等离子体和高能带电尘粒。它的偶极磁场南北磁极与地磁相反，磁轴与自转轴几乎重合。磁层与太阳风相互作用，在极区产生明亮的极光。磁层内有辐射带，其所在粒子能量高达几十兆电子伏。

美国航空航天局（NASA）发射的卡西尼·惠更斯号土星探测器对土星的近距离磁场观测，不仅有利于反演土星内部结构，也让科学家Michele Dougherty 等人发现，土星磁赤道相对于土星赤道向北移动了约2800 km，证实了土星磁场存在南北不对称性。并且分析出磁轴与自转轴夹角小于0.01°，更严格地证实了土星内部磁场的轴对称性。

土星环

土星最著名的外观特征是它的环，用光学望远镜能明显看到。土星环从远处看是一个柔和的、整体的光环，但是根据探测器近距离拍回的照片显示，这个环并非整体，而是由许多小环组成。第一个发现土星具有光环的人是伽利略·伽利莱，第一个宣布土星具有光环的人却是克里斯蒂安·惠更斯，因为他于半个多世纪后用了更大更好的望远镜。人们根据地面观测和空间探测，把土星环划分为7层。距土星最近的的亮度最暗的是D环；其次是透明度最高的C环；B环是最亮的环。在A 环和B环之间是著名的卡西尼环缝，缝宽约5000千米。环缝并不是一片真空，而是粒子较少的部分。在A环之外有E、F、G三个环，最外层的E环，既宽广又稀薄。“卫星一号1号和2号”探测器拍的土星环的近距离照片显示每一层又可细分成上千条大大小小的小环，即使被认为空无一物的卡西尼缝也存在几条小环。在照片中还可见到F环有5条小环相互缠绕在一起。土星环的整体形状类似一张巨大的密纹唱片，从土星的云顶一直延伸到32万千米远的地方。光环的颜色远看是红棕色，其实每层都稍有不同，C环是蓝色，B环内层为橙色，外层为绿色，A环为紫色，卡西尼缝是蓝色的。

从地球上看，在土星约30年的公转周期中，每年在地球上所见的土星光环角度是不同的，每15年左右，土星光环会以最大角度朝向地球，就能很清楚地看到土星的“大草帽”；同样每隔15年左右，当土星光环侧面正对地球时，最小转轴倾角是0度，就会看到光环“消失”不见了。土星环会在土星表面投下影子，卡西尼号2014年拍摄的一组照片显示，土星环的影子圈住了南极地区。

形成土星环的主要物质是冰晶和尘埃。在土星形成的早期，天体环境中会发生频繁的碰撞，碰撞产生了很多残骸物质，这些物质再经过不断地碰撞和分离，最终聚集在一起形成环状结构。这些撞碎后的尘埃和冰晶在轨道带上成片分布，反射星光和阳光以及其他天体辐射的光，最终形成了土星的神秘光环。构成土星环的粒子分布于土星的赤道面，粒子的密度决定了各个环的亮度。卫星的引力效应形成了各环之间的环缝。

气压与温度

土星内部压力约5000万大气压，温度约11700℃。土星的北极温度高达零下122℃，而土星其他地方的温度则是零下185℃。土星云层的温度随压力而变化。云层上层，温度在100-160K之间，压力为0.5-2巴之间；云层中层，压力约为2.5巴开始，向下延伸至9.5巴，温度在185至270K之间；压力范围3-6巴，温度为190-235K；云层下层压力为10至20巴，温度为270至330K。

大气和云层

土星外层大气厚达约1000公里，温度随高度增加而升高。主要成分是氢和氦，氢占96.3%，氦占3.25%，另外还有少量甲烷、氨、乙烷、乙炔、磷化氢及其他碳氢化合物。土星云层中的大气现象与地球相似，包括风、雷暴和极光。大气中上层的云主要由氨的冰晶组成。从望远镜中看去这些氨晶体云呈现彩色的亮带和暗纹，平行于赤道，颜色以金黄为主，其余是淡黄和橘黄色，极区呈绿色，这就是土星表面的条纹。低层的云主要由水冰或氢硫化铵组成。土星表面云层随纬度的不同而运动的速度和方向不同，并相互碰撞，形成了云层带，以及球体边缘晕染的美景。土星赤道附近的气流与自转方向相同，速度可达500米/秒，比木星风力要大得多。

土星风暴

卡西尼号土星探测图像显示，土星的北半球呈明亮的蓝色，这是地球上无法看到的颜色。天文学家通过分析红外线影像发现，土星上有一个温暖的极地漩涡，其北极有持续的六角形风暴。土星大气也会显示能持续几个月的卵形斑及每个土星年发生的一次短期的大白斑云暴，还有只能持续几天的较小的风暴和宽数千公里、历时约1周半至约7个月的中型风暴。2010年至2011年，一场能量空前的风暴席卷土星全球，是探测器观测到的土星表面规模最大最剧烈的风暴。有科学家认为，土星风暴起源于土星可见的上层云层之下数百公里的水云。地球上和土星上的飓风的相同之处在于飓风中心都不会有云或运行速度很低的云层。比起地球上的飓风，土星上的风暴运行和旋转速度都要快得多。

大白斑

土星表面明暗交替的带纹平行于它的赤道面，带纹上有时也会出现亮斑、暗斑或白斑。每隔30年，土星的表面就会形成一次强烈的风暴潮，大约发生在北半球夏至的一段时间里，这是一种能被观察到的短期现象。因为风暴潮看上去呈白色，所以被称为”大白斑“。大白斑呈卵形，常出现在赤道带上，长度可达土星的1/5，并不断扩大，向整个赤道带蔓延。

六角风暴

2013年7月，卡西尼号使用红、绿、蓝三色透镜和可以捕获近红外光波的光谱滤镜，在距离土星约320千米处拍摄了一组照片，经多次曝光合成了一张自然色的土星照片。照片分析显示，土星北极存在一个六边形风暴，它横跨大约32000千米，是地球直径的两倍，风暴眼横跨2010千米。大风暴中还存在很多小风暴，其中最大的横跨3540千米，是地球上最大飓风的两倍。2013年6月，卡西尼号的红外设备在北极的正中心拍到了风暴眼。科学家通过观察发现，这个六角风暴不受季节变化的影响，多年来一直保持不变，原因可能是土星没有陆地，很难削减飓风的能量。它的各边约有14000千米长，整个结构的自转速度与土星云带的速度不同，与土星自转速度相同。这种结构可能是大气中电流相互干扰所形成的驻波，也可能与土星磁场有关。

英国《每日邮报》于2013年4月29日发布了一组由卡西尼号拍摄的看似一朵巨大的玫瑰的图片，周围还有一圈“绿叶”包裹。这是飓风“玫瑰”在六边形天气模式中打漩的照片。它的的中心眼以每小时330英里(约150米/秒)的速度穿过云层，总共运行了1250英里(约2000千米)。此中心眼比以往地球上出现的任何飓风中心大20倍，宽度达到1250英里(约2000千米)，它的形成大概需要好几年的时间。

中央眼

不同于北极，土星南极没有强烈的极区漩涡。卡西尼号观测到南极有个像飓风的风暴，直径约8000千米，它有一个被75千米高的云墙包围着的显著的中央眼，有着清晰的眼壁。除了地球之外，在其他行星上很少见。中央眼是地球热带气旋的常见特征，科学家推测，土星南极的旋窝也可能是个低压区，这可能与该地区异常温暖的气温有关，南极云层比赤道云层约高60℃。这个巨大的中央眼，有可能是土星大气的永久特征。

卫星

随着人类对土星不断深入地探索，被发现的土星数目不断增加，截至2020年，已发现的土星卫星已有83颗被国际天文台确认。其中38颗属于“不规则“卫星，它们体积小，轨道面对土星的赤道面转轴倾角大，离土星远；24颗属于”规则卫星，倾角小，轨道偏心率也小，轨道运动顺着土星自转的方向，包括七颗大土卫、四颗小土卫和两颗共轨土卫。而今，又有62颗“不规则卫星”被发现，因为较小或太暗以前未被发现。其中有许多以类似的逆行轨道聚集在一起，可能来自于数百万年前破裂的较大的母卫星。

卡西尼号之后，人类又开启了探索土星的新里程。美国航空航天局科学家正在推进下一阶段的土星探测任务，土卫六烷烃海洋航行探测器已开始研发，人类对土卫二上潜在生命迹象已展开了深入地研究和探索。土卫六和土卫二是人类最为关注的两颗土星卫星

土卫六

土星的第一大卫星"土卫六"又名“泰坦”，是太阳系已知的有大气的卫星中的一员，表面气压达1.5个大气压，主要成分是氮，有多环芳香烃，可能是生命前兆。因为有浓厚的大气雾霾笼罩而很难看到土卫六表面。卡西尼号土星探测资料显示，它有许多类地球的地貌，有高地也有平原，有河床、陨石坑，也有火山丘（冰火山，里面蕴藏的不是熔岩而是水），表面温度-179℃，是极其寒冷的冰原。土卫六是太阳系除地球之外，表面有经常性液体湖泊和类似地球的液体降雨及蒸发循环的天体，被认为与地球的原始环境相似。

土卫六于1955年被克里斯蒂安·惠更斯发现，是太阳系中第二大的卫星，仅次于木卫三。其直径5150千米，比月球几乎大一倍，跟水星的个头差不多；它的质量是月球质量的1.8倍，引力为地球的14%。土卫六的中央是固体核心，周围明亮的光环是土卫六外层的大气烟霾在散射太阳光。土卫六始终以同一面朝向土星，绕土星转一周大约16天，土卫六上的一天等于地球上的16天。它和土星一样，四季循环需要29.5个地球年。由于受到土星不同方向潮汐力的拖曳，厚重的大气形成了一种缓慢而持续的风。这种风造就了土星上的沙丘。从土卫六温暖区域蒸发的甲烷随盛行风传播，在较低且温暖的区域以雨雪的形式返回地表，这是一种类似于地球水循环的甲循环。卡西尼号雷达探测到，其北极盆地中漂浮着吸引雷达信号的液体。

土卫二

土卫二恩克拉多斯的直径504千米，位于最外层的E星环上，表面就像覆盖着一层白雪，虽然很小却特别亮，几乎反射了所有入射的阳光。土卫二表面有山脉也有沟壑，北极有纵横交错的地表裂缝，赤道和南部地表是布满波纹的平原，地貌复杂多样。南极有很多巨大的间歇泉，它们会向太空喷出水和冰晶，就像带有斑纹的羽毛从深深的裂缝中钻出来。有迹象表明这些液体可能来自地下海洋，由地热将其喷出。这里具备生命存在所需的能源、水、有机化合物和氮等物质。土卫二的南极羽流不断地往土星系统中输送新的冰粒子，这使土星环的表面不断地被刷新。

其他卫星

天文学家从“卫星一号”号飞船发回的资料发现，除土卫六外，其他卫星都比较小，表面寒冷，且都有被陨石撞击的疤痕。土卫一美马斯，是距离土星最近的卫星，也是最小的卫星之一，直径只有396千米。巨大的赫歇尔陨石坑，直径达128千米，面积占据了土卫一正面的三分之一。因为密度相对较低，科学家推测这是一颗由水冰构成的卫星。土卫三特提斯直径大约1062千米，上面有一个更浅更古老的陨石坑奥德修斯，在卫星表面的占比也很大。土卫四是土星的第四大卫星，宽1123千米。土卫五雷亚是土星的第二大卫星，是岩石质地的卫星，直径1528千米，相当于土卫六的三分之一。土卫一至土卫七的轨道几乎与土星环在同一个平面上。土卫七海珀笠翁可能是被碰撞的残余物，形状像土豆。土卫八伊帕托斯比较神秘，一面光亮一面昏暗。土卫九菲比可能是被引力捕获的小行星，它到土星的距离非常遥远，相当于月球到地球距离的35倍。土卫十杰纳斯离土星的距离只有159,500公里，仅为土星赤道半径的2.66倍，已接近洛希极限。

土卫四和土卫十二先驱者号共用一条轨道。土卫十和土卫十一伊比米修斯共享一条轨道，在土星形成之初便已存在，很可能是一颗卫星分裂成的两颗卫星。土卫三、土卫十六、土卫十七则三星共轨。土卫八、土卫九和土卫十的轨道非常倾斜，特别是土卫九的轨道，且它们与其他卫星的运行方向相反。

极光

在地球上，极光是带电粒子沿着地球磁场线进入大气层形成的奇特现象。土星的极光如地球上的极光一样，出现在两极的高纬度地区。不同的是地球的极光只有几分钟，而土星的极光会持续数天。发光的大气分子片状结构，沿着土星的磁场延伸，并达到星体上方12000千米的高度。这是太阳系中已知的最高的北极光。它是由来自土星磁层的带电粒子撞击土星上层大气层而产生的光，经常是螺旋形的，更可能在黎明前达到亮度峰值。土星的极光不仅会随着太阳的角度变化而变化，还会随着行星的旋转而变化，还可能与卫星对磁场的影响有关，比地球极光更受太阳风影响，太阳风越强土星的极光越浓烈。土星的极光现象需要通过天文望远镜才能观测到，覆盖区域约是地球极光的3倍，有时保持静止，有时伴随土星自转而运动。最亮时刻是在午夜前夕及黎明。

天文奇观

土星冲日

土星冲日是说土星与太阳的赤经相差180度，土星、地球和太阳排成近似一条直线。土星冲日期间，土星整夜可见，土星距离地球最近，土星最亮，是观测“大草帽”的最好机会。

土星合月

所谓土星合月，是指土星和月亮正好运行到同一经度上，两者间的距离最近。届时土星将戴着草帽状的光环，依附着月亮近距离展现“星姿”，而人们只需用肉眼即可清晰地见到这幕天象。

三星一线

春分日，太阳将直射地球赤道。夜幕降临后，晶莹的土、木二星等距离陪伴在半边月亮的两旁，形成“双星伴月，三星一线”的有趣景象。人们可以直接观测到在这前后两天月亮分别掩盖土星和木星的天象。

四星凌土

2009年2月24日，美国哈勃空间望远镜拍到一张罕见的“四星凌土”照片，土星的4颗卫星整齐地排成一线在“母星”前方穿过。

秋日星语

2020年10月22日和23日，天宇中上演了土星、木星“双星伴月”的美丽天象。在“犹抱琵琶半遮面”的上弦月旁，依偎着土星和木星，演绎出一幅“秋日星语”的美丽画面。连续两个晚上，月亮、土星、木星这三个明亮的天体“相约”在天宇中一个非常小的范围内，形成“双星伴月”的美景。

土星探测器

20世纪70年代以来，人类对太阳系的探索进入了派遣宇宙飞船近距离考察阶段。1973年9月，“先驱者11号”到达土星。证实了以前推测的土卫十一的存在，发现了土卫十二。1979年3月“旅行者1号”、“旅行者2号探测器飞越土星，先后发现了11颗土星卫星。但这三只探测器只是飞掠，未做长久停留。

以土星为主要探测目标的是卡西尼号。卡西尼号任务是美国航空航天局、欧洲航天局和意大利ASI航天局的合作项目。卡西尼号经过7年的长途跋涉于2004年7月进入土星运行轨道，并对土星进行深入研究。”卡西尼“计划无论从科学项目、飞行时间、飞行路线还是飞船结构来看，都堪称20世纪最大一次行星考察计划。卡西尼”号土星探测器于1997年10月15日发射升空，22次穿越土星与土星环之间，收集了许多重要数据并获得了大量珍贵照片。近20年间，“卡西尼”曾完成一系列重大发现，包括发现土卫二存在全球性海洋、土卫六上存在液态甲烷海洋，在土卫二喷出的羽流中探测到氢气等。2017年9月15日卡西尼号完成最后一次土星探测任务后受控撞落土星陨灭，为人类更深入地了解土星做出了不朽的贡献。

探索土星的意义

土星拥有太阳系中最为丰富的行星系统，巨大而多样的卫星群中，有人类探索生命起源的星球，对它们的研究，可以告诉我们很多关于过去、未来和现在宇宙中发生的事情，这是了解太阳系及宇宙非常重要的一环。对于土星的探测，目前还仅仅处于环绕阶段、是初步的，尽管也有登陆的探测器登上“土卫六”，但是只能工作3小时。先驱者号、旅行者号探测器、卡西尼号，它们以高分辨率的图像细致地为我们揭示了土星系统各个未知方面的情况，仿佛将遥远的土星拉到了我们的身边。旅行者号让我们不仅进入太空，而且也进入了未来,它携带着人类美妙的留言走向宇宙，走过数十亿年，传递着我们与周围宇宙进行沟通交流的渴望。深入了解宇宙，探索和发现可利用宇宙资源，寻求地外生存新环境，发现地外文明，这是一代代科学家和我们每一个天文爱好者不断学习和探索的方向。