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1997年10月，重六吨的“卡西尼”号星际探测器发射到飞往土星的轨道。
太阳系中共有9颗大行星，距太阳由近及远，土星属於第6颗。土星周围有17颗天然卫星绕其飞行，其“腰部”缠绕着一圈绚丽多彩的光环──土星环。此外，土星上还保留着大量太阳系形成时的原始物质。这一切，给土星蒙上了一层神秘的面纱。探测土星，研究土星及其卫星，不仅有助於人类了解太阳系形成、发展的历史，对於研究地球自身大气的进化也有重要的意义。
1969年，“阿波罗”登月计划的成功，标志着航太时代的到来，为外星探测展示了光明的前景。其后，人类相继地发射了木星探测器──“伽利略”和火星探测器──“探路者”。土星附近，也先后有过“先驱者－11”、“旅行者－1、2”等“观光客”，但它们都是匆匆而来，未作多久的停留便飘然而逝，执行其他的太空探测任务去了。土星的真面目，一直是人类的一个千古谜团。
揭秘的千载良机终於来了。1997年10月15日，美国航空航太局发射了价值连城的大型土星探测器──“卡西尼”（图1）。从此，一场费时7年、跨越32亿千米漫漫长路、轰轰烈烈的土星探测活动拉开了帷幕。此次探测计划耗资巨大，从1990年“卡西尼”开始研制，至2008年使用期满，总开支将高达32亿美元。
图1 “卡西尼”号土星探测器
土星探测器“卡西尼”的外形非常庞大，由轨道器和子探测器（“惠更斯”）组成。其中，轨道器上载有12台科学探测仪器，“惠更斯”携带6台科学仪器。“卡西尼”的总品质超过5700千克，是往昔的“旅行者”探测器的数倍。如此庞然大物，即使当前全球推力最大的商用火箭──“大力神－4B”，也无法使其加速至可以直飞土星的速度。“卡西尼”要到达土星，中间需要多次借力飞行，即借助星际（如金星、木星等）引力来完成这次太空“长征”。
土星的大气呈带状、成分複杂，美丽的土星环奇妙莫测，颇具研究价值。土星的卫星中，最大的一颗──土卫三（“泰坦”），是太阳系中除地球之外带有稠密氮气大气层的唯一天体；土卫八是土卫星中最别致的一颗，它一半黑、一半亮，中间有一条神奇的分界线；土卫二是唯一未遭受陨石撞击的卫星。诸多土卫星，也是此次探测的重要目标。
2004年7月1日，“卡西尼”飞船将点燃它的主引擎进行减速，使土星的引力抓住它，让飞船进入轨道。接着“卡西尼”就将开始它为期4年的探测任务。这期间“卡西尼”会绕土星飞行70圈，途中40次接近泰坦。“卡西尼”将利用所携带的科学仪器，探测土星及其卫星，分析它们的化学组成；研究土星的磁场，并利用雷达成像仪来绘制土星最大的卫星——土卫六“泰坦”的表面图象。2004年12月，“惠更斯”探测器将与“卡西尼”分离，进入土卫六泰坦的大气，并登陆她的表面。
在整个探测过程中，“卡西尼”每天都将传回数十亿字节的数据。当飞船的内存记录满数据时，它就会将它的高增益天线对准地球，而地球上的太空跟踪网的一个直径70米的天线会接收到这些数据，以供来自世界范围内的200多名科学家进行分析研究。
另外，飞往土星的“卡西尼”飞船还携带了一张记录有来自全世界81个国家，超过616,000 个人的签名，以带去人类的良好祝愿。
“卡西尼”轨道器所载仪器包括光学遥感器、无线电遥感器、原位测量仪和遥控测量仪等。预计“卡西尼”将於2004年7月10日左右到达土星上空，届时探测器上的发动机点火，使轨道器进入土星轨道，轨道器的设计使用寿命4年，将绕土星飞行约60圈。
“泰坦”是土卫星探测的焦点，“惠更斯”就是专为探测“泰坦”而研制的。“惠更斯”形似飞碟，将於2004年11月15日从“卡西尼”上被释放，并於同年12月16日进入“泰坦”的轨道。由於科学家推测“泰坦”上有富含有机物的海洋，与地球的原始状态特别相似，从而对“泰坦”的探测、研究，对於人类揭示地球生命的诞生之谜，将起极大的推动作用。
曾经接近土星的探测器：
美国的“先驱者”11号于1979年9月飞过土星，探测到土星的两个新环。
美国的“旅行者”1号于1980年11月接近土星，发回土星环照片。
美国的“旅行者”2号于1981年8月飞近土星，观测了土星和土星环。
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