Сатурн

дополнительно в Википедии Сатурн , Спутники Сатурна и Кольца Сатурна

Сатурн с расстояния в 34 млн. км, по фото сделанном с "Вояджера" в условных цветах для улучшения контрастности изображения атмосферных поясов.

   САТУРН (астрономический знак H), шестая от Солнца планета-гигант Солнечной системы. Сатурн - один из четырех "газообразных гигантов", уступающий в размере только Юпитеру. Его экваториальный диаметр в 9,4 раза больше земного, а масса превышает земную в 95 раз. Максимальное и минимальное расстояния от Солнца равны приблизительно 10 и 9 а.е. Расстояния от Земли меняются от 1,2 до 1,6 млрд. км. Наклон орбиты планеты к плоскости эклиптики 2°29,4'. Угол между плоскостями экватора и орбиты достигает 26°44'. Средняя плотность вещества планеты составляет 0,7 от плотности воды. Большая часть массы представлена водородом и гелием. Планета не имеет четкой твердой поверхности, оптические наблюдения затрудняются непрозрачностью атмосферы. Для экваториального и полярного радиусов приняты значения 60 тыс. км и 53,5 тыс. км. На земном небе Сатурн выглядит как желтоватая звезда, блеск которой меняется от нулевой до первой звездной величины.
   Поверхность Сатурна (облачный слой), как и Юпитера, не вращается как единое целое. Тропические области в атмосфере Сатурна обращаются с периодом 10 ч 14 мин земного времени, а на умеренных широтах этот период на 26 мин больше (общепринятой оценкой времени полного оборота Сатурна было 10 часов 39 минуты 24 секунды). В результате появляется существенное сжатие у полюсов: полярный и экваториальный диаметры отличаются на 11%. В апреле-июне 2004г более точно был определен период вращения Сатурна в 10 часов 45 минут и 45 секунд (±36 секунд), что почти на 6 мин больше, чем считалось ранее. Однако к июлю 2009 года по результатам работы зонда Кассини получено новое значение и оно составляет 10 часов 34 минуты 13 секунд плюс-минус 2 секунды.
    Океан и ядро. По внутреннему строению и составу Сатурн сильно напоминает Юпитер. В частности, на Сатурне в экваториальной области также существует Красное Пятно, хотя оно и меньших размеров, чем на Юпитере. Ниже атмосферы простирается океан жидкого молекулярного водорода. На глубине, примерно равной R/2, то есть половине радиуса планеты, водород при давлении около 300 ГПа (3 млн атмосфер) переходит в металлическую фазу. Течения в этом металлическом океане генерируют довольно сильное магнитное поле Сатурна. В центре планеты находится массивное ядро (до 20 земных масс) из камня, железа и, возможно... льда. По мере дальнейшего увеличения глубины, начиная с R/3, возрастает доля соединений водорода и оксидов. В центре планеты (в области ядра, образованное твердыми породами или смесью твердых пород и льда) температура порядка 20000 К. Масса ядра в десять или пятнадцать раз превышает массу Земли.

На этом снимке (с использованием условных цветов), сделанном с "Вояджера-2", в атмосфере Сатурна виден ряд овальных образований и конвективных структур.

     Внешняя половина планеты состоит из мощной атмосферы, имеющая высоту в 59,5 км (самая большая из планет СС), а видимые детали представляют собой полосы облаков в верхних атмосферных слоях. В состав атмосферы входят молекулярный водород (H₂) - 96,3%; Гелий (He) - 3,25%, а также в долях Метан (CH₄) - 4500 (2000); Аммиак (NH₃) - 125 (75); HD - 110 (58); Этан (C₂H₆) - 7 (1,5). Температура в средних слоях атмосферы около 100 К. Для облаков на Сатурне большие цветовые контрасты не характерны. Однако иногда наблюдается штормовая активность. В конце сентября 1990г в атмосфере появилось большое Белое пятно, расширявшееся в течение нескольких недель, пока оно не заняло значительную часть экваториальной области планеты. Это извержение вещества из более низких атмосферных слоев было очередным в цепи аналогичных явлений, происходящих с 30-летним циклом, соответствующим периоду обращения Сатурна. Подобные пятна отмечались в 1876, 1903, 1933 и 1960гг около середины сатурнианского лета в северном полушарии. Время от времени происходят и более слабые извержения. Одно из них наблюдалось Космическим телескопом "Хаббл" в 1994г. Компьютерная обработка изображений, полученных "Вояджером" в 1980 и 1981гг, выявила сложные циркуляционные потоки, подобные наблюдаемым на Юпитере.
    В 1980-1981г на основе сделанных ими фотографий была вычислена скорость экваториального ветра, она составила около 1700 км/ч. В 1996-2002 годах за Сатурном наблюдали с помощью космического телескопа Hubble. И выяснилось, что на экваторе Сатурна скорость ветра неожиданно упала до 990 км/час. Почему это произошло, пока неизвестно. Наблюдаемые ветры симметричны относительно экватора, уменьшающиеся в скорости по удалении от экватора и дуют в большей части в восточном направлении (направлении вращения планеты). В основном скорость ветра составляет 400 м/с (<30° широт); 150 м/с (>30° широт). Наблюдаются зарождающие и дрейфующие в атмосфере вихри диаметром в сотни и тысячи км, которые могут сливаться (в частности февраль-март 2004г - второе наблюдаемое слияние 1000км вихрей). [Слияние двух “циклонов” было зафиксировано 19-20 марта 2004г. Тогда буря, двигавшаяся с севера планеты со скоростью 11 метров в секунду "поглотила" бурю, двигавшуюся с юга со скоростью 6 метров в секунду. После этого на Сатурне образовались яркие "облака", которые через два дня рассеялись, превратившись в гало]. С помощью инфракрасного телескоп Keck I на Гавайях в конце января 2005г удалось зафиксировать в атмосфере Сатурна реактивную струю - теплый вихрь в районе южного полюса, однако, хотя он и самый теплый на планете, но точную его температуру измерить не удалось.
    В атмосфере Сатурна, еще американские космические корабли Voyager фиксировала молнии с завидной регулярностью в миллион раз сильнее чем земные. Исследовательский зонд Cassini с помощью своего детектора радио- и плазменных волн определил, что молнии, время от времени вспыхивающие в атмосфере Сатурна, но ведут себя уже не так, как это было в начале 1980-х годов. Они стали очень хаотичными: бывают дни, когда Cassini не улавливает ни одной молнии, а в другие дни фиксируется несколько грозовых разрядов. По видимому причина изменившейся регулярности вспышек молний в том, что тень от колец Сатурна сейчас падает на планету не так, как это было в начале 1980-х годов. Космический аппарат "Кассини", находящийся на орбите Сатурна, обнаружил на нем молнии и новый радиационный пояс, а также сияние вокруг крупнейшего спутника планеты. 5 августа 2005 радиоприборы и плазменно-волновое научное оборудование "Кассини" обнаружили радиоволны, образуемые молнией. Радиосигналы от этой молнии весьма эпизодичны и порой сопровождаются лишь слабой вспышкой, которой может и вообще не быть. Это позволяет предположить, что в средних и высоких широтах происходит ряд различных, возможно, недолговечных бурь. "Кассини" помог сделать ученым и еще одно открытие - с помощью магнитосферического прибора для формирования изображения чуть выше вершин облаков Сатурна обнаружен простирающийся вокруг планеты новый радиационный пояс. Визуальный и инфракрасный картографический спектрометр на борту "Кассини" зафиксировал на Титане дневное и ночное сияние, образуемое выбросами метана и окиси углерода в плотную атмосферу спутника. Освещенное Солнцем флуоресцентное метановое сияние в верхних слоях атмосферы Титана ожидалось, ночное же сияние стало сюрпризом.

    У Сатурна имеются мощные радиационные пояса и сильное магнитное поле, несколько уступающие Юпитеру. Магнитосфера Сатурна по размерам примерно в три раза меньше магнитосферы Юпитера и простирается в направлении Солнца примерно на 1 млн. км. АМС "Вояджер-1" зарегистрировала ударную волну на расстоянии 26,2 R_S от Сатурна. Магнитопаузу АМС пересекла несколько раз, последний раз на расстоянии 22,9 R_S. Таким образом, установлено, что орбита Титана лежит в пределах магнитосферы планеты. Космический зонд Cassini открыл новый лучевой пояс, расположенный выше облаков Сатурна - вплоть до кольца D. Он лежит ближе к планете, чем все пояса, найденные ранее.
   Для исследования системы Сатурна, включая планету, кольца, магнитосферу и некоторые из лун в октябре 1997г запущен третий КА к Сатурну АМС "Кассини". Используя гравитационную поддержку Венеры (апрель 1998г и июнь 1999г), Земли (август 1999г) и Юпитера (декабрь 2000г) КА вышел на орбиту Сатурна 1 июля 2004г. Объединенный проект NASA/ESA по зондированию предусматривает работа на орбите вокруг Сатурна в течение четырех лет. В январе 2005г для изучения луны Сатурна Титана с борта АМС "Кассини" запущен зонд "Гюйгенс".
    Данные, переданные на Землю межпланетной станцией Cassini и результате анализа колебаний естественного радиоэха Сатурна показал, что период вращения этой планеты вокруг собственной оси за последние двадцать лет увеличился примерно на один процент. В частности, сейчас газовый гигант делает полный оборот за 10 часов 45 минут 45 секунд (плюс-минус 36 секунд), что на 6 минут больше результатов измерений, проведенных аппаратами Voyager 1 и Voyager 2 в 1980 и 1981 годах, соответственно. А по сообщению американских учёных в сентябре 2007г Сатурн делает полный оборот за 10 часов 32 минуты и 35 секунд.
    Данные, собранные спектрометрами в видимом и инфракрасном диапазонах наблюдений колец Сатурна с борта межпланетной станции Cassini показали что размеры отдельных элементов колец колеблются от микроскопических пылинок до валунов диаметром в десятки метров. Средний же размер частиц увеличивается по мере их удаления от планеты. Если во внутренних кольцах преобладают частицы, сравнимые по размеру с мелкими снежинками, то последующие кольца состоят уже из "градин" и "горошин". Частицы состоят, преимущественно, изо льда, этот факт был известен ученым уже достаточно давно. Однако, данные Cassini показывают, что этот лед гораздо чище, чем считалось ранее. Вкрапления пыли и минералов в них встречаются редко.

Не до конца понятным на сегодняшний день остаётся такой атмосферный феномен Сатурна, как «Гигантский гексагон». Он представляет собой устойчивое образование в виде правильного шестиугольника с поперечником 25 тыс. километров, которое окружает северный полюс Сатурна. Впервые это обнаружено во время пролётов Вояджера около Сатурна в 1980-х годах, подобное явление никогда не наблюдалось ни в одном другом месте Солнечной системы. Если южный полюс Сатурна с его вращающимся ураганом не кажется странным, то северный полюс можно считать гораздо более необычным. Странная структура облаков показана на инфракрасном изображении, полученном обращающимся вокруг Сатурна космическим аппаратом Кассини в октябре 2006 года. Изображения показывают, что шестиугольник оставался стабильным за 20 лет после полёта Вояджера.

12 Ноября 2008 года камеры автоматического корабля Кассини получили изображения северного полюса Сатурна в инфракрасном диапазоне. На этих кадрах исследователи

обнаружили полярные сияния, каких не наблюдали ещё ни разу в Солнечной системе. На изображении эти уникальные сияния окрашены в голубой цвет, а лежащие внизу облака — в красный. На изображении прямо под сияниями видно обнаруженное ранее шестиугольное облако. Полярные сияния на Сатурне могут покрывать весь полюс, тогда как на Земле и на Юпитере кольца полярных сияний, будучи управляемыми магнитным полем, только окружают магнитные полюса. На Сатурне наблюдали и привычные нам кольцевые полярные сияния. Недавно заснятые необычные полярные сияния над северным полюсом Сатурна значительно видоизменялись в течение нескольких минут. Изменчивая сущность этих сияний свидетельствует о том, что переменный поток заряженных частиц от Солнца испытывает на себе действие каких-то магнитных сил, о которых ранее и не подозревали.

      Как показали исследования в апреле 2003г с помощью орбитального телескопа Chandra - Сатурн обладает необычным для планет данного типа рентгеновским излучением. Несмотря на длинную (более 18 часов) экспозицию удалось зарегистрировать всего лишь 162 фотона в направлении диска Сатурна, а если еще учесть фон .... Светимость получается равной всего лишь 8.7 10¹⁴ эрг в секунду. Если, например, источники рентгеновского излучения у Юпитера концентрируются в районе полюсов, то у Сатурна они сосредоточены в районе экватора. Кроме того, выяснилось, что спектр рентгеновского излучения Сатурна оказался похож на рентгеновское излучение Солнца. Цвета на "изображение" Сатурна полученным со спутника Чандра соответствуют рентгеновским фотонам разных энергий: красный - 0.4-0.6 кэВ, зеленый - 0.6-0.8 кэВ, синий - 0.8-1.0 кэВ. Для ясности наложены контуры Сатурна в оптическом диапазоне на момент наблюдения.
    Интересно также и то, что кольца Сатурна никак не проявились в рентгеновском диапазоне длин волн.
    К настоящему моменту в рентгеновском диапазоне зарегистрированы такие тела солнечной системы: Земля (1968), Луна (1974), кометы (с 1996), Юпитер (1983), спутники Юпитера Ио и Европа (2002), Венера (2002), Марс (2002).
   К середине 2005 году некоторые загадки, выявленная аппаратом "Кассини":
1) За 20 лет после пролета аппаратов "Вояджер", вращение Сатурна замедлилось на 1%. Это неправдоподобно много. Сенсационный факт заставляет пересмотреть представления о взаимосвязи вращения планет и их магнитных полей. Границу ударной волны между магнитосферой планеты и солнечным ветром "Кассини" пересек на высоте 3 млн км. Это в 1,5 раза больше, чем высота той же границы 20 лет назад. Впрочем, это может говорить не только о росте магнитосферы, но и об увеличении силы солнечного ветра, что не менее любопытно.
2) Северное полушарие Сатурна за 20 лет сильно изменило свой облик: полушарие неожиданно стало синим и напоминает Уран и Нептун. Высказана гипотеза, что синева рождена тенью от колец, которые приводят к охлаждению и уменьшению высоты коричневых облаков.
3) Атмосфера небольшого спутника Энцелад оказывает влияние на магнитное поле гиганта Сатурна.
4) У Сатурна появился новый радиационный пояс, который расположился между кольцом D и вершиной атмосферы.
5) Кольца и луны постоянно взаимодействуют, что меняет облик колец. Земные аппараты увидели, как спутник со славным именем Прометей бесстыдно ворует камни из кольца F».
6) Знаменитые кольца Сатурна эволюционируют и причем достаточно быстро: они тускнеют и сжимаются.

Характеристики планеты Сатурн

Средняя удаленность планеты от Солнца (а.е.)	9,582 (1 433 499 370км)
Афелий (а.е.)	1 513 325 783км
Перигелий (а.е.)	1 353 572 956км
Эксцентриситет орбиты	0,055723219
Наклон орбиты к плоскости эклиптики (градусы)	2,485240
Орбитальная скорость (км/с)	от 9,09 до 10,18
Сидерический период обращения планеты (лет)	29,658 (10832,327 дней)
Синодический период (дней)	378,09
Максимальная видимая звездная величина	-0,47
Общая масса^a	3498,5
Масса^b (Земля=1)	95,181
Масса^b (килограмм)	5,6846×10²⁶
Экваториальный радиус^f (Земля=1)	9,449
Экваториальный радиус (км)^f	60268 ± 4
Сжатие^c	0,097 96 ± 0,000 18
Средняя плотность (г/см³)	0,687
Ускорение силы тяжести на экваторе (м/с²)	10,44
Вторая космическая скорость на экваторе (км/с)	35,5
Сидерический период вращения (часов)	10,656
Период обращения вокруг оси (часов)	10 часов 34 минут 13 секунд (±2 секунды) - данные Кассини, 2009г.
Наклонение экватора к орбите (градусы)	26,73
Альбедо	0,342
Число открытых спутников	61

^aОтношение массы Солнца к массе планеты (включая атмосферу и массу спутников).
^bБез учета массы спутников.
^cСжатие равно (Re-Rp)/Re, где Re и Rp - экваториальный и полярный радиусы планет (соответственно).
^fДля внешних планет не имеющих твердой поверхности радиус соответствует уровню атмосферного давления в 1 бар.

Спутники Сатурна

Спутники названы в честь героев античных мифов о титанах и гигантах. Почти все эти космические тела светлые. У наиболее крупных спутников формируется внутреннее каменистое ядро. Название «ледяные» спутники наиболее соответствует спутникам Сатурна. Некоторые из них имеют среднюю плотность 1,0 г/см³, что больше соответствует водяному льду. Плотность других несколько выше, но тоже невелика (исключение - Титан). До 1980г были известны десять спутников Сатурна. С тех пор было открыто еще несколько. Одна часть была обнаружена в результате телескопических наблюдений в 1980г, когда система колец была видна с ребра (и благодаря этому наблюдениям не мешал яркий свет), а другая - при пролетах АМС "Вояджер-1 и -2" в 1980 и 1981гг. После чего у планеты стало 17 спутников. В 1990г открыт 18-й спутник, а в 2000 году еще 12 небольших спутников, по всей видимости захваченных планетой астероидов. В конце 2004г Гавайские астрономы обнаружили еще 12 новых спутников неправильной формы диаметром от 3 до 7 километров с помощью КА "Cassini". Версию о захвате подтверждает то, что 11 из 12 тел обращаются вокруг планеты в направлении, отличном от свойственного "основным" спутникам. Об этом же свидетельствует сильная вытянутость и исключительно большой - порядка 20 миллионов километров - диаметр орбит. В течение 2006 г. команда учёных под руководством Дэвида Джуитта из Гавайского университета, работающих на японском телескопе Субару на Гавайях, объявляла об открытии 9 спутников Сатурна (Всего с 2004 года команда Джуитта обнаружила 21 спутник Сатурна). В первом полугодии 2007 года добавилось еще 5 спутников и общее количество достигло числа 60. 15 августа 2008 года в ходе изучения изображений, сделанных «Кассини» во время 600-дневного исследования кольца G Сатурна, открыт 61-й спутник.

Главные спутники		Масса (10²⁰ кг)	Радиус (км)	Плотность (кг/м³)	Альбедо	Радиус орбиты (10³км)	Орбитальный период (дней)	Наклон орбиты	Ексцентр.
1	Мимас (SI Mimas) откр. 19.09.1789, W.Herschel	0,375	209x196x191	1140	0,5	185,52	0,94242	1,53	0,0202
2	Энцелад (SII Enceladus) откр. 28.08.1789, W.Herschel	0,65	256x247x245	1000	1,0	238,02	1,370218	0,00	0,0045
3	Тефия (Тетис) (SIII Tethys) откр. 21.03.1684, G.Cassini	6,27	536x528x526	1000	0,9	294,66	1,88780	1,86	0,0000
4	Диона (SIV Dione) откр. 21.03.1684, G.Cassini	11,0	560	1500	0,7	377,40	2,73691	0,02	0,0022
5	Рея (SV Rhea) откр. 23.12.1672, G.Cassini	23,1	764	1240	0,7	527,04	4,51750	0,35	0,0010
6	Титан (SVI Titan) откр. 25.03.1655, C.Huygens	1345,5	2575	1881	0,22	1221,83	15,94542	0,33	0,0292
7	Гиперион (SVII Hyperion) откр. 16.09.1848, W.Bond	0,057	185х140х113	1500	0,3	1481,1	21,276609	0,43	0,1042
8	Япет (SVIII Iapetus) откр. 25.10.1671, G.Cassine	15,9	718	1020	0,05/0,5	3561,3	79,33018	14,72	0,0283
*Меньшие спутники*		Масса (кг)	Радиус (км)	Плотность (кг/м³)	Альбедо	Радиус орбиты (10³км)	Орбитальный период (дней)	Наклон орбиты	Ексцентр.
9	Феба (SIX Phoebe) откр. 16.08.1898, W.Pickering	8,3×10¹⁸	115 x 110 x 105	1300	0,08	12952	550,48R	175,3	0,1633
10	Янус (SX, S/1980 S1 Janus) откр. 1966, A.Dollfus	1,92×10¹⁸	97 x 95 x 77	650	0,9	151,472	0,6945	0,14	0,007
11	Эпиметей (SXI, S/1980 S3 Epimetheus) откр. 1980, «Вояджер-1» R.Walker и др.	5,3×10¹⁷	69 x 55 x 55	600	0,8	151,422	0,6942	0,33	0,021
12	Елена/Хелена (SXII, S/1980 S6 Helene) откр. 1980, «Вояджер-2», P.Laques, J.Lecacheux	2,5×10¹⁵	18 x 16 x 15	1500	0,7	377,40	2,7369	0,2	0,00
13	Телесто (SXIII, S/1980 S13 Telesto) откр. 1980, «Вояджер-2» B.Smith и др	7,2×10¹⁵	15 x 12,5 x 7,5	1000	1,0	294,66	1,8878	1,2	0,01
14	Калипсо (SXIV, S/1980 S25 Calypso) откр. 1980, «Вояджер-2», D.Pascu и др	3,6×10¹⁵	15 x 8 x 8	1000	1,0	294,66	1,8878	1,5	0,01
15	Атлас (SXV, S/1980 S28 Atlas) откр. 1980, «Вояджер-1», R.Terrile	6,6×10¹⁵	18,5 x 17,2 x 13,5	630	0,8	137,670	0,601982	0,0	0,000
16	Прометей (SXVI, S/1980 S27 Prometheus) откр. 1980, «Вояджер-1» S.Collins и др	1,6×10¹⁷	74 х 50 х 34	630	0,5	139,353	0,6130	0,0	0,0024
17	Пандора (SXVII, S/1980 S26 Pandora) откр. 1980, «Вояджер-1» S.Collins и др.	1,4×10¹⁷	55 x 44 x 31	630	0,7	141,7	0,6285	0,0	0,0042
18	Пан (SXVIII, S/1981 S13 Pan) откр 1990, «Вояджер-2», Mark R. Showalter	4,9×10¹⁵	10	630	0,5	133,583	0,5750	0,0	0,000
19	Имир (SXIX, S/2000 S 1 Ymir) откр. 08.2000, B.Gladman и др	4,9×10¹⁵	9	-	0,06	23040	1315,4R	173,1	0,335
20	Палиак (SXX, S/2000 S 2 Paaliaq) откр. 08.2000, B.Gladman и др	8,2×10¹⁵	11	-	0,06	15200	686,9	45,1	0,365
21	Тарвос (SXXI, S/2000 S 4 Tarvos) откр. 08.2000, B.Gladman и др	2,7×10¹⁵	~7,5	-	0,06	17983	926,2	33,8	0,531
22	Иджирак (SXXII, S/2000 S 6 Ijiraq) откр. 08.2000, B.Gladman и др	1,2×10¹⁵	~6	-	0,06	11440	451,4	46,4	0,316
23	Суттунг (SXXIII, S/2000 S 12 Suttungr) откр. 11.2000, B.Gladman и др	2,1×10¹⁴	~3,5	-	0,06	19459	1017R	175,8	0,114
24	Кивиок (SXXIV, S/2000 S 5 Kiviuq) откр. 08.2000, B.Gladman и др	3,3×10¹⁶	~8	-	0,06	11111	449,2	45,7	0,334
25	Мундилфари (SXXV, S/2000 S 9 Mundilfari) откр. 09.2000, B.Gladman и др	2,1×10¹⁴	~3,5	-	0,06	18710	952,6R	167,3	0,21
26	Альбиорикс (SXXVI, S/2000 S 11 Albiorix) откр. 11.2000, B.Gladman и др	2,1×10¹⁶	16	-	0,06	16182	783,5	34,0	0,478
27	Скади (SXXVII, S/2000 S 8 Skathi) откр. 09.2000, B.Gladman и др	3,1×10¹⁴	~4	-	0,06	15541	728,2R	152,6	0,27
28	Эррипо (SXXVIII, S/2000 S 10 Erriapo) откр. 09.2000, B.Gladman и др	7,6×10¹⁴	~5	-	0,06	17343	871,2	34,6	0,474
29	Сиарнак (SXXIX, S/2000 S 3 Siarnaq) откр. 08.2000, B.Gladman и др	3,9×10¹⁶	20	-	0,06	17531	895,6	45,6	0,295
30	Трюм (Thrymr) (SXXX, S/2000 S 7 Thrymr) откр. 09.2000, B.Gladman и др	2,1×10¹⁴	~3,5	-	0,06	20474	1094R	176,0	0,47
31	Нарви (SXXXI, S/2003 S1 Narvi)	3,4×10¹⁴	~3,5	-	0,06	19007	1004R	145,8	0,431
32	Метона (SXXXII, S/2004 S1 Methone) 08.2004, КА "Cassini"	1,5×10¹³	~1,5	-	-	194	1,01	~0	~0
33	Паллена (SXXXIII, S/2004 S2 Pallene) 08.2004, КА "Cassini"	3,5×10¹³	~2	-	-	211	1,14	~0	~0
34	Полидевк (SXXXIV, S/2004 S5 Polydeuces) откр. 09.2004, КА "Cassini"	3,0×10¹³	~2	-	-	377,40	2,74	~0	~0
35	Дафнис (SXXXV, S/2005 S1 Daphnis) откр. 07.2005,	1,5×10¹⁴	~3,5	-	-	136,5	0,594	~0	~0
Новые спутники		Масса (кг)	Радиус (км)	Плотность (кг/м³)	Альбедо	Радиус орбиты (10³км)	Орбитальный период (дней)	Наклон орбиты	Ексцентр.
36	Эгир (S/2004 S10 откр. 2004, КА "Cassini")	-	~3	-	-	20735	1116,5R	166,7	0,252
37	Бефинд (S/2004 S11 откр. 2004, КА "Cassini")	-	~3	-	-	17119	834,8	35,0	0,469
38	Бергельмир (S/2004 S15 откр. 2004, КА "Cassini")	-	~3	-	-	19338	1006R	158,2	0,142
39	Бестла (S/2004 S18 откр. 2004, КА "Cassini")	-	~3,5	-	-	20129	1084R	145,2	0,521
40	Фарбаути (S/2004 S9 откр. 2004, КА "Cassini")	-	~2,5	-	-	20390	1086R	156,4	0,206
41	Фенрир (S/2004 S16 откр. 2004, КА "Cassini")	-	~2	-	-	22453	1260R	164,9	0,136
42	Форньот (S/2004 S8 откр. 2004, КА "Cassini")	-	~3	-	-	25108	1490,9R	170,4	0,206
43	Хати (S/2004 S14 откр. 2004, КА "Cassini")	-	~3	-	-	19856	1039R	165,8	0,372
44	Гироккин (S/2004 S19 откр. 2004, КА "Cassini")	-	~4	-	-	18437	932R	151,4	0,333
45	Кари (S/2006 S2 откр. 6.2006, Дэвид Джуитт и др., тел. Субару)	-	~3,5	-	-	22118	1233,6R	156,3	0,478
46	Логи (S/2006 S5 откр. 6.2006, Дэвид Джуитт и др., тел. Субару)	-	~3	-	-	23065	1312R	167,9	0,187
47	Сколл (S/2006 S8 откр. 6.2006, Дэвид Джуитт и др., тел. Субару)	-	~3	-	-	17665	878,3R	161,2	0,464
48	Сурт (S/2006 S7 откр. 6.2006, Дэвид Джуитт и др., тел. Субару)	-	~3	-	-	22707	1297,7R	177.5	0.451
49	Анфа (S/2007 S4 откр. 2007)	-	~1	-	-	197,7	1,037	0.1	0.001
50	Ярнсакса (S/2006 S6 откр. 6.2006, Дэвид Джуитт и др., тел. Субару)	-	~3	-	-	18600	942R	162.9	0.192
51	Грейп (S/2006 S4 откр. 6.2006, Дэвид Джуитт и др., тел. Субару)	-	~3	-	-	18105	905R	172.7	0.374
52	Таркек (S/2007 S1 откр. 2007)	-	~3,5	-	-	17920	895	49.9	0.107
53	Эгеон (S/2008 S1 откр. 15/08/2008, КА "Cassini")	-	~0,5	-	-	167,5	0,80812	0.001	0.002
54	S/2004 S 7 (откр. 2005)	-	~3	-	-	19 800	1 103	165,1	0,580
55	S/2004 S 12 (откр. 2005)	-	~2,5	-	-	19 650	1 048	164,0	0,401
56	S/2004 S 13 (откр. 2005)	-	~3	-	-	18 450	906	167,4	0,273
57	S/2004 S 17 (откр. 2005)	-	~2	-	-	18 600	986	166.6	0,259
58	S/2006 S 1	-	~3	-	-	18 981	970	154,2	0,130
59	S/2006 S 3	-	~3	-	-	21 132	1 142	150,8	0,471
60	S/2007 S 2 (откр. 2007)		~3			16 560	800	176,7	0,218
61	S/2007 S 3 (откр. 2007)		~2,5			20 518,5	1100	177.2	0,130

Место посадки зонда в естественных цветах. Синими числами показано удаление от камеры.

Береговая линия (светлая часть местности - суша) с высоты 8 километров.Разрешение приблизительно 20 метров в пиксел.

Темные извилистые узкие образования в верхней части рисунка - это, по-видимому, реки, сливающиеся вместе, увиденные СА "Гюйгенс" с высоты 16,2 км.

Титан - превосходит по размерам Меркурий, самый большой спутник Сатурна и второй по величине (после Ганимеда) естественный спутник в Солнечной системе. Состоит наполовину из замерзшей воды и наполовину из скального материала. Титан единственный спутник Солнечной системы окружен обширной атмосферой (не видно с Земли поверхности), более чем на 700 км выше поверхности распространяются метан (обнаружен в 1944г по спектральным наблюдениям). Атмосфера Титана примерно на 85% состоит из азота. Около 12% может составлять аргон. Менее 3% (возможно, всего 1%) приходится на метан; имеются небольшие количества этана, пропана, ацетилена, этилена, водорода, кислорода и других составляющих. Спектроскопические измерения позволили отождествить по крайней -мере 10 органических компонентов в его атмосфере. Действие солнечного света на метан и другие составные части атмосферы типа окиси углерода приводит к тому, что появляются более сложные химические соединения (например, CH и другие молекулярные соединения). Их молекулы в холодной атмосфере конденсируются, образуя на высотах около 200 км над поверхностью слой непрозрачного оранжевого тумана. Количество азота в столбе атмосферы Титана в 15 раз больше чем у Земли. В 1980 году американский космический зонд "Вояджер-1", пролетая вблизи Титана, обнаружил в его атмосфере некоторое количество ацетилена, этилена, этана, метилацетилена, пропана, синильной кислоты и некоторых других соединений углерода. В декабре 2001г впервые группа астрономов из Калифорнийского технологического института и Калифорнийского университета (Беркли) обнаружила в атмосфере спутника Сатурна Титане метановое облако в районе Южного полюса, тем самым поставив точку в давнишнем споре о возможности существования облаков в атмосфере этого удаленного от Солнца небесного тела. Наблюдения были проведены в декабре 2001 года с помощью 10-метрового телескопа Keck-II и 8-метрового телескопа Gemini North на Гавайях. Газы в атмосфере Титана флуоресцируют (под действием солнечного света) в видимом и инфракрасном диапазонах. Даже на ночной стороне Титана постоянно есть свечение.
    В атмосфере Титана отмечено несколько слоев неплотных облаков, в том числе на очень больших высотах. Слоистость тумана заметна на высоте 200, 375 и даже 500 км над поверхностью. Еще в 1979г весьма трудные наземные (а точнее, с самолета - летающей обсерватории) радиометрические измерения в тепловом инфракрасном диапазоне дали для Титана яркостную температуру около 80 К. Если отнести ее к поверхности, получалось, что никакого парникового эффекта в атмосфере Титана нет и даже, наоборот, поверхность холоднее атмосферы.
    14 января 2005 года в 13 часов 13 минут по московскому времени спускаемый аппарат «Гюйгенс» вошел в атмосферу Титана (на высоте 1270 км) и в 15 часов 45 минут зонд произвел посадку. При спуске Гюйгенс исследовал атмосферу Титана. На высотах от 6 до 12 миль скорость ветра составляла около 16 миль в час. Инструменты аппарата обнаружили толстый метановый туман (или облако) на высоте от 11 до 12 миль от поверхности. Атмосферное давление на этой высоте составляет 7.3 фунта на квадратный дюйм. Температура атмосферы в начале спуска составляла 70.5 К, а на поверхности - уже 93.8 К. Общее время передачи данных с момента посадки «Гюйгенса» на «Кассини» до прекращения трансляции составило 1 час 12 минут. Температура на поверхности – примерно минус 179 градусов Цельсия. Свет на планете (но не цвет ее поверхности!) - красно-оранжевый.
    По данным, полученным с зонда "Гюйгенс", на фотографиях (получены 350 изображений) поверхности спутника можно видеть извилистые реки, ледяные глыбы, округлые тёмные образования, которые считают озёрами. Верхняя часть облаков состоит из метанового льда, а нижняя - из жидких метана и азота, концентрация метана по мере спуска увеличивается. На высоте около 20 км зарегистрированы облака из метана, у самой поверхности – метановый или этановый «туман». На Титане идут метановые дожди (по видимому сезонные). Атмосфера и поверхность Титана поразительно похожи на земные.
   Все спутники, кроме огромного Титана, сложены в основном изо льда (с некоторой примесью скальных пород у Мимаса, Дионы и Реи). Сидерический период обращения 15 сут 23 ч 15 мин, диаметр 5150 км. Поверхностное давление в 1,6 раза больше атмосферного давления у поверхности Земли.

Фотомозаика спутника Сатурна Энцелада, сделанная 25 августа 1981 г. "Вояджером-2" с расстояния 119000 км.

Уникальным по яркости является Энцелад — он отражает свет, почти как свежевыпавший снег. Изображения, полученные "Вояджером-2", позволили рассмотреть детали его поверхности с разрешением до 2 км. На больших участках поверхности кратеров нет совсем , а плотность кратеров в тех областях, где они имеются, относительно мала. Это доказывает, что первоначально сформировавшаяся поверхность Энцелада полностью изменилась под действием геологических процессов. Сидерический период обращения 1 сут. 8 ч. 53 мин.
   17 февраля 2005 года Кассини пролетел на расстоянии около 17 тысяч километров от поверхности Энцелада. Полученные данные указывают, что у этого спутника есть довольно динамичная атмосфера. Атмосфера у Энцелада была обнаружена с помощью магнетометра Cassini. С помощью масс-спектрометра и ультрафиолетового спектрографа удалось установить, что атмосфера Энцелада на 65% состоит из водяного пара, 20% приходятся на молекулярный водород, а остальные 15% - это углекислый газ, молекулярный азот и моноксид углерода (СО). Причем, характер распределения плотности водяного пара по высоте указывает на то, что он, скорее всего, выделяется из какого-то геотермального источника. Гравитационное притяжение Энцелада очень мало и его атмосфера должна была бы давно рассеяться в космосе. Это означает, что на поверхности Энцелада идет постоянное выделение водяного пара. Температура поверхности вблизи экватора Энцелада составляет -193°С. По идее на полюсах Энцелада должно быть холоднее, чем на экваторе, так как солнечные лучи здесь падают на поверхность почти по касательной. Однако средняя температура южной приполярной области составляет -188°, а на некоторых небольших участках вблизи большого разлома она еще выше - -163°. Ученые считают, что именно в этих местах под действием внутреннего тепла происходит испарение поверхностного льда с образованием облаков водяного пара.
    14 июля 2005 станция "Кассини" прошла на рекордно близком расстоянии от поверхности спутника Сатурна (пролет на расстоянии 175 км от поверхности). Сделанные снимки повергли астрономов в изумление: оказалось, что ледовая поверхность Энцелада сплошь покрыта гигантскими валунами диаметром в 10-20 метров (а камера ISS способна различать предметы размером всего в четыре метра). Нигде больше в Солнечной системе ничего подобного не наблюдалось. Поверхность Энцелада испещрена трещинами, возникшими, вероятно, вследствие мощного воздействия гравитации Сатурна и других его спутников, однако, как ни парадоксально, вышеуказанные валуны имеют тенденцию располагаться где угодно, но только не в трещинах. Следовательно, трещины возникли уже после того, как эти "айсберги" окончательно сформировались.
    В конце 2005 года при проведении съемки Энцелада зондом Cassini ученые обнаружили на снимках нечто похожее на фонтаны. На поверхности Энцелада в его южной приполярной области, как оказалось, есть источники, выбрасывающие в окружающее пространство "фонтаны" мелких частиц. Таких фонтанов там несколько и они разных размеров. На основе данных о рассеянии света выбрасываемыми частицами ученые определили, что частицы представляют собой главным образом маленькие кристаллики водяного льда и что высота этих фонтанов составляет не менее 100 км. Часть этого льда уже никогда не упадёт на Энцелад, а послужит пополнением кольца E вокруг Сатурна, растянувшееся на 302 557 километров (в основном это частички размером не более 3х микрон, так как частички больших размеров падают обратно и обновляют поверхность Энцелада). Часть водяного пара является источником постоянного пополнения атмосферы.
    Теперь по установленному графику следующий "контакт" зонда Cassini с Энцеладом произойдет 12 марта 2008 года (высоту этого пролета решено снизить до 100 километров).

Наиболее впечатляющие изображения Энцелада полученные аппаратами Кассини (NASA/ESA)

1 - Тигровые полосы Энцелада - области повышенной температуры. 2/3/4 - Конец 2005 года Кассини зарегистрировал гейзеры на Энцеладе. Солнце на этих снимках расположено позади спутника Сатурна. Область, в которой происходит выброс больших масс тончайшей ледяной пыли, это район вблизи южного полюса Энцелада, покрытый многокилометровыми разломами под названием "полосы тигра". Это, по всем признакам, геологически активный участок луны, а сами "полосы тигра" вполне могли образоваться всего 10-20 лет назад. Таким образом, гипотеза о прямой связи активной области "тигриных полос" и атмосферы спутника - блестяще подтвердилась. 5 - Энцелад 15 января расстояние около 367000 км с разрешением около 2 км на пиксель. 6 - Мозаика из снимков Энцелада с Вояджера. 7 - Трещины на "ледяной" поверхности Энцелада чем то напоминают Европу - спутник Юпитера, хотя снег здесь может быть из аммиака. 8 - Это изображение сделано в видимом свете узкоугольной камерой с расстояния 10 750 километров, разрешение оригинала составляет 60 метров на пиксель. 9 - Панорамный снимок Энцелада. 10 - Энцелад (Enceladus) заметно меньше нашей Луны, но помещённый на её место освещал бы Землю намного сильнее. 11/12 - Трещины и борозды на поверхности Энцелада. И температурная зависимость.

Поверхность Япета

   Япет. История поверхности Япета, по-видимому, более сложна. Как и ожидалось, альбедо двух его полушарий, темного переднего по движению и обратного, различается на порядок (соответственно альбедо 0,05 и 0,5). Зонды "Вояджера" подтвердили гипотезу, предложенную Кассини для объяснения изменения яркости Япета: одно его полушарие намного темнее другого. Лучшее разрешение на снимках Япета составляет 4 км. Диаметр Япета 1460 км, средняя плотность 1,2 г/см³. Плотность метеоритных кратеров на нем весьма высока, и в этом отношении Япет напоминает Рею. Некоторые кратеры на светлой стороне, но вблизи границы с темным районом имеют темное, точно окрашенное дно. По спектрофотометрическим свойствам темная поверхность Япета близка к поверхности Фебы и похожа на органические включения в углистых хондритах.
    По-видимому, природа различий в отражательных свойствах его поверхности как-то связана с движением Япета. Предполагалось, например, что выброс паров воды и последующая конденсация инея проходили на обеих сторонах спутника, но затем взаимодействие с плазмосферой Сатурна постепенно удалило иней с передней его стороны. Но могло быть и наоборот: темная передняя сторона постоянно собирала заряженные частицы, которые вызывали постепенное потемнение материала. В последнее время стала популярной гипотеза о том, что передняя сторона Япета «загрязнена» пылью, выбрасываемой с Фебы. При соударениях легкие материалы испаряются, а темные тяжелые остаются на поверхности. Япет открыт Дж. Д. Кассини в 1671 г. Спутник всегда повернут к Сатурну одной стороной - темной, и при обращении по орбите вокруг планеты с Земли поочередно видно то темное, то светлое полушарие. Яркая поверхность изрыта кратерами и, вероятно, покрыта льдом. Темная часть покрыта в десять раз более темным веществом, природа и происхождение которого неизвестны. Исследовательский зонд Cassini обнаружил что почти вдоль экватора Япета проходит огромный горный хребет длиной около 1300 км, шириной около 20 км и высотой 13 км. Кроме того обнаружились другие цветовые отличия в окраске поверхностного слоя Япета. Плотность Япета в 1,2 раза превышает плотность воды. Это позволяет предположить, что спутник содержит значительное количество льда, включая, возможно, замороженный метан и аммиак. Сидерический период обращения 79 сут. 7 ч 56,6 мин.
    Здесь представлены два снимка Кассини одной и той же части Япета, сделанные с расстояния около 700 тыс. км от Япета с использованием разных светофильтров. Левый снимок был сделан с инфракрасным светофильтром с центральной полосой пропускания на длине волны 930 нм, а правый снимок - это комбинация изображений, сделанных с ультрафиолетовым, зеленым и инфракрасным светофильтрами. На левом снимке хорошо видна граница между темным и светлым полушарием. На правом снимке эта границы выражена не очень четко. Но зато к цвету поверхности добавился красноватый оттенок и появилась новая граница между поверхностью красноватого и белого цвета.

Из всех больших спутников Сатурна только Гиперион имеет неправильную форму, возможно, из-за произошедшего некогда столкновения с массивным телом, например, с гигантским ледяным метеоритом. Оказалось, что переменность его блеска, давно известная по наземным наблюдениям, объясняется его необычной формой, несколько напоминающей плоскую головку сыра. Размеры Гипериона превышают прежнюю оценку (310 км) и составляют примерно 359х230 км. Поверхность его темная, альбедо всего 0,3. Поверхность Гипериона носит следы интенсивной метеоритной бомбардировки, причем наибольший кратер по размерам таков же, как и сам спутник. Резко неправильная форма Гипериона может быть связана с разрушением большого родительского тела. Благодаря возмущениям в движении, вызываемым его соседом - гигантом Титаном, синхронное вращение Гипериона может нарушаться на десятки процентов в течение нескольких недель. Он связан с Титаном резонансом 4:3 (на четыре оборота вокруг Сатурна, совершаемые Титаном, приходится три орбитальных оборота Гипериона). Спутник был обнаружен в 1848г американскими астрономами Джорджем Бондом и Уильямом Бондом и независимо от них - англичанином Уильямом Ласселлом. Сидерический период обращения 21 сут 6 ч 39 мин.

Монтаж полученных с кадров "Вояджера-1" , на котором показаны: Диона (перед Сатурном), Тефия и Мимас - справа, Энцелад и Рея - слева, а Титан - вверху на своей удаленной орбите.

Кратер Гершель на Мимасе. Фото "Вояджера-1" 12 ноября 1980г с расстояния 425000 км. Кратер с вершиной в центре имеет в диаметре более 100 км.

На фотомозаике Дионы, сделанной 12 ноября 1980г "Вояджером-1" с расстояния 162000 км, видно множество ударных кратеров. Самый большой из тех, которые видны - с вершиной в центре - имеет в диаметре чуть меньше 100 км.

Фотография Тефии, сделанная 25 августа 1981г "Вояджером-2" с расстояния 594000 км. Справа на фотографии видна часть системы каньонов, которая протянулась на две трети поверхности Тефии.

    Мимас открыт У. Гершелем в 1789г (вместе с Энцеладом). Он имеет сферическую форму. Обращает на себя внимание относительно большая глубина метеоритных кратеров, которые покрывают всю поверхность Мимаса, подобно Луне или Меркурию. Диаметр Мимаса всего 390 км (примерно 10% диаметра Луны); на его поверхности (как и на поверхности других: исследованных спутников Сатурна) нет образований, подобных вулканическим кратерам Ио. Диаметр наибольшего ударного кратера на Мимасе достигает 130 км, т. е. 1/3 диаметра самого спутника. Находится кратер посередине стороны, обращенной к Сатурну. Диаметр только центральной горки этого кратера около 30 км. Мимас обращается вокруг Сатурна на расстоянии 185,5 тыс. км и завершает один оборот за 0,9 сут. Средняя плотность Мимаса мала - около 1,2 г/см³, что говорит о его ледяном составе с небольшой примесью силикатных материалов.
   Диона - незначительно больше по размерам четвертый спутник (1120 км). Поверхность Дионы носит следы выброса материала в результате ударов крупных метеоритов - систему лучей, хорошо известную по Луне. Не исключено, что лучи представляют собой отложения водяного инея на поверхности. Диаметр наибольшего кратера - около 100 км. На поверхности Дионы есть извилистая долина, образованная, вероятно, трещинами в ее коре. Каким образом удается легко наблюдать с Земли столь малые тела, как Мимас, который в 10 раз меньше Луны? Ответ прост: у них светлая поверхность. Например, у Дионы отражательные свойства на светлых участках близки к 100%. Именно это свойство спутников Сатурна облегчает их наблюдение наземными средствами. Плотность Дионы немного выше, чем у Мимаса, и достигает 1,4 г/см³, что указывает опять-таки на ледяной (с примесью силикатов) состав. Имеет коорбитальный спутник Елену на 60 градусов впереди себя. Изображения, полученные АМС "Вояджер-1", показывают на Дионе несколько различных типов поверхности: сплошь покрытые кратерами области, плато с более низкой плотностью кратеров и гладкие равнины с немногочисленными кратерами или другими деталями. Другая заметная деталь - неправильная сеть светлых тонких полос на темном фоне, которые, как предполагается, могут быть ледяными отложениями. Сидерический период обращения 2 сут 17 ч 41 мин.
Тефия - один из самых больших и близких к планете спутников. Его диаметр 1050 км, средняя плотность 1,1 г/см³. Поверхность спутника очень светлая, альбедо 0,8. Уже после первой съемки сообщалось о гигантской долине Итака, которая вытянута на 3/4 окружности спутника - 3 тыс. километров, имеет в ширину 100 км и несколько километров в глубину. С другой стороны спутника расположен кратер Одиссей диаметром 400 км, т. е. в 3 раза больший, чем у Мимаса. Поверхность Тефии, подобно другим спутникам Сатурна, усеяна метеоритными кратерами. Специалисты указывают на следы ранней, очень древней активности, когда недра этого ледяного спутника замерзали и расширялись, ломая кору. В этих процессах поверхность Тефии увеличилась примерно на 10%. Тефия имеет два коорбитальных спутника - Телесто и Каллипсо, расположенных на 60 градусов впереди и позади Тефии. Тефия открыта вместе с Дионой в 1684г Джованни Доменико Кассини. Изображения с "Вояджера" показывают поверхность, сильно покрытую кратерами, хотя имеются и области, где их плотность значительно меньше, что указывает на имевшуюся в прошлом геологическую активность, которая привела к сглаживанию поверхности.   Сидерический период обращения 1 сут 2 ч 19 мин. На орбите Тефии находятся еще два очень маленьких спутника, Телесто и Калипсо.
   Рея внешне очень нам напоминает Меркурий или Луну. Это одна из наиболее крупных лун Сатурна. Ее диаметр 1530 км. Кратеры здесь достигают 300 км в поперечнике. Значительное число кратеров имеет отчетливый центральный пик. Как и у других спутников, поверхность Реи очень светлая; даже самые темные области имеют альбедо, достигающее 50%. Орбитальный период Реи около 4,5 сут, расстояние от центра планеты 527 тыс. км. Средняя плотность Реи несколько ниже, чем у Дионы, - 1,3 г/см³. Интересно, что у спутников Сатурна в целом не отмечается такого четкого убывающего распределения средних плотностей, как у галилеевых спутников Юпитера. Все значения средней плотности лежат в пределах от 1,0 г/см³ (Тефия) до 1,4 г/см³ (Диона). Лишь у Титана средняя плотность достигает 1,9 г/см³. Рея менее геологически активна, чем Диона. Открыта Кассини в 1672г.
   Феба. Это самый темный спутник Сатурна, вращается вокруг планеты в обратном направлении. Диаметр - 220 км. Феба делает один оборот вокруг Сатурна за 1,5 года. Феба открыта в 1898 году американским астрономом Уильямом Пикерингом. Незадолго до выхода «Кассини» на сатурнианскую орбиту, а аппарат вошел в гравитационное поле Сатурна 18 мая 2004 года, а уже 11 июня прошел в непосредственной близости в 2 068 километрах, от внешнего его спутника - Фебы («Вояджер-2» проходил почти в 1 000 раз дальше). Феба весьма необычный спутник. Орбита ее сильно вытянута, да еще и вращение происходит в противоположную сторону по отношению к другим сатурнианцам. Видимо, мы имеем здесь дело с захваченным гравитационным полем планеты-гиганта астероидом или ядром кометы. Снимки Фебы, переданные «Кассини» на 3емлю, оказались сенсационными. На них предстало астероидоподобное неправильной формы тело с размерами чуть больше 200 километров, усеянное кратерами всевозможных размеров, в том числе и гигантских, до 50 километров в поперечнике. При детальной съемке на стенках некоторых из них были обнаружены четкие слои какого-то белого вещества, лежащего под многометровым темным слоем. Казалось, что оползни обнажили ледяную основу Фебы. И это визуальное впечатление вполне подтвердили данные приборов «Кассини». По-видимому, Феба как минимум наполовину состоит изо льда. Маленькая сатурнианка по своим характеристикам оказалась очень похожей на Плутон и его спутник Харон, а также на многие объекты ледяного пояса Койпера, где сосредоточены протокометные ядра. А значит, она ближе к кометам, чем к астероидам.

Янус - небольшой спутник, открытый Одуэном Дольфусом (Франция) в 1966г, когда система колец планеты при наблюдениях с Земли была видна с ребра. Орбита спутника лежит сразу за основной системой колец, и он коорбитален с Эпиметеем. Оба спутника, возможно, являются фрагментами одного тела, разрушенного в результате ударного воздействия.

Исследование Сатурна КА

Дата

Название

Описание

Фото

04.06.1973

"Pioneer 11"
«Пионер-11»
(США)

Первым посланцем Земли, отправившимся в путешествие к Сатурну, стала американская межпланетная станция "Пионер-11". Запущенная в апреле 1973 года, она через шесть с половиной лет пронеслась вблизи Властелина Колец и передала первую серию его портретов с близкого расстояния. "Pioneer 11" совершил пролет около планеты. 1 сентября 1979г прошёл на расстоянии 21400 км от облачного слоя планеты. Магнитное поле Сатурна оказалось сильнее земного, но слабее, чем у Юпитера. Была уточнена масса Сатурна. По характеру поля тяготения сделан вывод, что внутреннее строение Сатурна похоже на строение Юпитера. По данным измерений инфракрасного излучения учёные определили температуру видимой поверхности Сатурна. Она оказалась равной 100 К, и этот факт свидетельствовал о том, что планета излучает приблизительно в два раза больше тепла, чем получает от Солнца. В высоких широтах Сатурна предполагалось наличие полярных сияний. Впервые были получены изображения Титана, самого крупного из семейства спутников Сатурна, но, к сожалению, разрешение было очень низким. Необычно выглядели фотографии колец. К аппарату была обращена не освещённая Солнцем сторона колец, поэтому приборы фиксировали свет, не отражённый от колец, а прошедший сквозь них.

05.09.1977

"Voyager 1"
«Вояджер-1»
(США)

Масса станции 721,9 кг. Цель миссии - исследование внешних планет Солнечной системы, газовых гигантов. Уникальное взаимное расположение Земли и планет-гигантов с 1976 по 1978 г. было использовано для последовательного изучения этих планет. Под влиянием полей тяготения космические аппараты (Voyadger 1 - 2) смогли переходить с трассы полета от Юпитера к Сатурну, затем к Урану и Нептуну. Без использования гравитационных полей промежуточных планет полет к Урану занял бы 16 лет вместо 9, а к Нептуну - 20 лет вместо 12. В 1977 году в длительное путешествие отправились аппараты "Voyager 1" и "Voyager 2" причем V2 был запущен раньше 20 августа по "медленной" траектории, а V1 по "быстрой".

20.08.1977

"Voyager 2"
«Вояджер-2»
(США)

15.10.1997

"Cassini"
Кассини-Гюйгенс
(США)

Станция создана для исследования Сатурна. Предусмотрено изучение колец Сатурна, водяных вулканов на его спутниках. Запущен 15 октября 1997 года. Бюджет проекта более $3 млрд. Стартовая масса аппарата 6250 кг. Станция содержит минимум механических систем, склонных к отказам. Энергоснабжение осуществляется от ядерного генератора с 30 кг плутония. Для разгона аппарат использует гравитационное поле трех планет. В 1998 и 1999 году он обернулся вокруг Венеры, в августе 1999 прошел около Земли со скоростью 69000 км/час, зимой 2000 г. пролетел мимо Юпитера, увеличив скорость и передав на Землю его фотографии. На этот момент двигательная система ориентации стала давать сбои, однако через некоторое время все наладилось. Специалисты посчитали, что в маховики ненадолго попал космический мусор. Выход на орбиту Сатурна осуществлен в 2004 году. Сделав 75 витков вокруг Сатурна, аппарат отправился к Титану. Осенью 2004 года Кассини сбросил платформу с приборами над спутником Сатурна. Платформа на парашютах опустилась на поверхность спутника. ИТОГИ работы "Кассини" на орбите (или эти ИТОГИ).

15.10.1997

"Huygens"
«Гюйгенс»
(ЕКА)

Весь проект Cassini-Huygens - это совместный проект NASA и ESA (Американского и Европейского космического агенства). Цель миссии Huygens - это посадка на поверхность Титана. Посадочный аппарат полностью исполнил свою миссию (не без проблем разумеется: часть данных все же была потеряна).

Некоторые спутники Сатурна в объективе камер Кассини


9 марта 2005г. Энцелада (Enceladus) с расстояния 93 869 км. Зонд Cassini обнаружил пылевое облако, которое окружает спутник Энцелад.	9 марта 2005г. Тетис с расстояния около 200 тысяч км.

30 марта 2005г. Эпиметей с расстояния 74,782 км. На снимке можно увидеть крупные образования на поверхности Эпиметея - кратер Pollux (в левой нижней части) и кратер Hilairea (чуть ниже середины).	25 сентября 2005г. Гиперион с расстояния 74656 км. У спутника нет постоянной оси вращения, он может устойчиво вращаться в двух направлениях. Гиперион - самый большой "космическим обломком" в Солнечной системе, и за отсутствием поблизости остальных "деталей" неясно, из чего он мог образоваться. Спутник длиной 360 и толщиной 225 километров покрыт сетью кратеров и отражает только четверть солнечного света, падающего на его поверхность.

5 сентября 2005г. Пандора с расстояния 51.749 км. Размер Пандоры в поперечнике (по длинной стороне) составляет 84 км. Пандора движется по орбите вокруг Сатурна с внешней стороны кольца F. С внутренней стороны кольцо F "пасет" другой спутник - Прометей. Оба они не дают кольцу F рассеиваться в пространстве.	11 октября 2005г. Телесто с расстояния около 14 тысяч километров.

Характеристики колец Сатурна (основных)

Название	Расстояние до центра Сатурна (км)	Ширина (км)	Названо в честь
Кольцо D	67 000 — 74 500	7 500
Кольцо C	74 500 — 92 000	17 500
Щель Коломбо	77 800	100	Джузеппе (Бепи) Коломбо
Щель Максвелла	87 500	270	Джеймс Клерк Максвелл
Кольцо B	92 000 — 117 500	25 500
Деление Кассини	117 500 — 122 200	4 700	Джованни Кассини
Щель Гюйгенса	117680	285—440	Христиан Гюйгенс
Кольцо A	122 200 — 136 800	14 600
Щель Энке	133 570	325	Иоганн Энке
Щель Килера	136 530	35	Джеймс Килер
Деление Роша	136 800 — 139 380	2 580	Эдуард Рош
R/2004 S 1	137 630	300
R/2004 S 2	138 900	300
Кольцо F	140 210	30 — 500
Кольцо G	165 800 — 173 800	8 000
Кольцо E	180 000 — 480 000	300 000

Снимок колец, сделанный 12 ноября 1980г "Вояджером-1" с расстояния 717000 км, иллюстрирует изменение характера освещенности большинства образований при взгляде на них с теневой стороны. Кольцо C и вещество в щели Кассини выглядят теперь яркими, почти белыми, а кольцо B, наоборот, приобретает темный коричневатый цвет.

Слабые цветовые различия между кольцами Сатурна, отражающие их разный химический состав, на этом изображении усилены. Монтаж кадров, полученных 17 августа 1981г с "Вояджера-2".

Состав главных колец- водяной лёд (около 99 %) с примесями силикатной пыли. Толщина колец чрезвычайно мала по сравнению с их шириной (от 7 до 80 тысяч километров над экватором Сатурна) и составляет порядка десяти метров. Общая масса обломочного материала в системе колец оценивается в 3x10¹⁹ кг.
Кольцевые структуры, которые окружают Сатурн состоят из множества небольших тел и пылевых масс. Кольца Сатурна были открыты в 1610г (их открытие принадлежит Галилею, первым из людей взглянувшим на небо в телескоп). В 1857г Джеймс Клерк Максвелл доказал теоретически, что кольца должны состоять из множества несвязанных частиц, что позже и было подтверждено спектроскопическими наблюдениями А.А. Белопольского в 1895г- оказалось, что внутренние частицы движутся по орбите быстрее внешних.

Снимок колец камерой зонда Cassini 12 декабря 2004г. В этот момент аппарат находился на расстоянии 62 тысяч километров от плоскости колец.

Фактически все планетарные кольца лежат внутри своих пределов Роша. Частицы вещества, находящиеся в диске вокруг формирующейся планеты вне пределов Роша, могут слипаться, образуя спутники; ближе к планете образованию спутников препятствуют приливные силы. Кольца лежат в экваториальной плоскости планеты, которая наклонена к орбите обращения вокруг Солнца под углом 27°. Общая ширина колец - 275 тысяч км, а толщина в некоторых местах не превышает нескольких десятков метров, достигая в максимуме 1,5км по последним данным, полученным с КА Кассини. Современные астрономы полагают, что возраст колец составляет всего лишь сто миллионов лет. Кольца можно легко увидеть даже в небольшой телескоп. По мере изменения относительного расположения Земли и Сатурна кольца предстают под разными углами, иногда полностью открываясь, а иногда (при наблюдении с ребра) почти исчезая из вида (период 29,5 лет). Кольца Сатурна имеют ряд зон различной яркости, разделенных темными промежутками. Наиболее заметные промежутки - щели Кассини и Энке. Полученные "Вояджерами" изображения колец показали, что они состоят из многих тысяч узких концентрических колечек, так что кольца кажутся прорезанными многочисленными желобками. В толщину они имеют только один километр и состоят из огромного количества частиц и каменных осколков, размер которых составляет, возможно, от микрона до сотни метров. В результате набора пыли и динамического взаимодействия со спутниками Сатурна произойдет потемнение колец и постепенное "проседание" их в сторону планеты-гиганта. В течение следующих нескольких сотен миллионов лет они могут потерять свой блеск.

   Кольца Сатурна имеют гораздо большую сложность и протяженность, чем у других планет. Хорошо видимые с Земли, эти кольца были обозначены символами A, B и C (самое слабое внутреннее кольцо C называют также "Креповым кольцом". Открыто В. Бондом в 1850г. Название дано позже У. Ласселлом и связано с внешним видом кольца). Кольца A и B разделены щелью Кассини (открыл Дж. Кассини в 1675г). Кроме того, имеется узкий, но заметный промежуток у внешнего края кольца A, носящий название щели Энке, или промежутка Энке (открыта И. Энке в 1837г). Внутри щели Энке видно узкое волнообразное колечко. В 1990г был открыт маленький спутник Пан, орбита которого также лежит внутри щели. "Вояджер-1" обнаружил вещество и внутри кольца C, которое было названо кольцом D. Вне кольца A лежат узкие разреженные кольца, известные как кольца E, F и G (открыты КА).
   Предполагается, что частицы колец состоят из смеси водяного льда и пыли и имеют размеры от нескольких микрон до сотни метров. Однако их состав неоднороден, что видно на полученных "Вояджером-1" изображениях, на которых имеются заметные изменения цвета. Эти изображения также показывают, что кольца состоят из тысяч узких близко расположенных "колечек". Многие детали наблюдаемых структур приписываются гравитационному воздействию спутников. Например, Пандора и Прометей играют как бы роль "пастухов" на границе кольца F, а щель Кассини расположена там, где мог бы обращаться спутник с периодом, составляющим половину периода Мимаса (этот факт можно считать примером явления резонанса). Кольца состоят из ледяных и (или) силикатных образований.
   " Так узкое F-кольцо от "расплывания" своим гравитационным полем удерживает Пандора , а Прометей "следит" за состоянием внутреннего края этого же кольца. В 1980 и 1981 г. в окрестностях Сатурна пролетали американские исследовательские зонды Voyager 1 и 2, которые провели съемку колец Сатурна и его спутников. В частности, на основе этих снимков были рассчитаны орбиты Прометея и Пандоры. Однако наблюдения этих двух спутников в течение последних лет показали, что они находятся совсем не там, где должны были бы. Пандора "убежала" по своей орбите вперед почти на 20 градусов (это соответствует 160 тысячам км), а Прометей наоборот почти на столько же отстает "от графика".
   Сравнивая информацию, переданную в 1981 году во время пролета около Сатурна американской межпланетной автоматической станцией "Вояджер", с информацией, переданной "Кассини", специалисты расположенной в Пасадине (штат Калифорния) Лаборатории реактивного движения, откуда осуществляется управление "Кассини", в частности, установили, что за это время внутреннее кольцо D Сатурна стало существенно менее ярким и один его фрагмент почему-то на 200 км приблизился к поверхности планеты-гиганта. Причем последние данные с космического зонда Cassini показали, что у колец Сатурна есть своя атмосфера, независимая от планетарной. Пролетая невдалеке от этих 1,5 километровых сгустков водяного льда, скальных пород и пыли, зонд зафиксировал окружающую их оболочку, состоящую в основном из молекулярного кислорода. По результатам наблюдений за спутником Сатурна Энцеладом и последним более детальные изображения кольца E к июлю 2006 года был сделан вывод, что его полярные гейзеры являются основным источником подпитки кольца E Сатурна. Новые изображения, сделанные зондом в плоскости кольца Е, выявили его двойную структуру. Плотность вещества минимальна в его центре и максимальна по краям кольца, на расстояниях 0,5 - 1 км от центра. Этот эффект можно объяснить тем, что частицы в кольце движутся по наклонным орбитам с небольшими углами. Подобное явление наблюдается в разреженном кольце Юпитера и в пылевых кольцах главного пояса астероидов.

С борта американского межпланетного зонда Cassini передан на Землю новый цветной снимок колец Сатурна. Различные цвета соответствуют различной температуре участков колец: красный - минус 261 по Фаренгейту, синий - минус 333 по Фаренгейту, и т.д.

В принципе, возможная хаотичность движения Пандоры предсказывалась еще в 1982г, и теперь она подтвердилась. Астрономы из Лаборатории реактивного движения NASA провели расчеты гравитационных взаимодействий Пандоры и Прометея и пришли к выводу, что такое их поведение объясняется главным образом взаимным притяжением. Примерно раз в 28 дней они пролетают мимо друг друга на относительно небольшом расстоянии. Так как орбиты и у Пандоры и у Прометея немного эллиптичные, то расстояние между ними и, следовательно, сила гравитационного взаимодействия во время сближений меняется. Эти возмущения не имеют периодического характера и спрогнозировать их практически невозможно, но за 20 лет из-за них Прометей и Пандора оказались совсем не там, где их ожидали увидеть. Тем не менее, общими усилиями Прометея и Пандора удерживают F-кольцо мелких обломков в компактном состоянии. Пандора толкает их внутрь в направлении к Сатурну, а Прометей выталкивает их наружу. Тем не менее, F-кольцо со временем очень медленно расширяется, так же как и остальные кольца.

История открытий

Год	Ученый	Что
1610г	Г. Галилей	Первое телескопическое наблюдение Сатурна. Зарисовано как три звездочки. В 1612г спутников он уже не обнаружил.
1633г		Первая зарисовка Сатурна.
1655г	Г.Х. Гюйгенс	25 марта открывает кольцо Сатурна (то что принял Галилей за спутники) и первый спутник - Титан.
1671г	Дж. Кассини	Открывает спутник Япет.
1672г	Дж. Кассини	23 декабря открывает спутник Рея
1675г	Дж. Кассини	Открывает цель в кольце.
1684г	Дж. Кассини	Открывает спутники Тефия и Диона.
1790г	В. Гершель	Определяет период вращения Сатурна.
1837г	И. Ф. Энке	Открывает вторую щель в кольце.
1838г	И. Г. Галле	Открывает внутреннее кольцо Сатурна (кольцо С в кольце В).
1840г	Дж. Ф. Гершель	Дает название первым пяти открытым спутникам.
1857г	Д.К. Максвелл	Доказал теоретически, что кольца должны состоять из множества несвязанных частиц (работа печатается в 1859г).
1876г		Открывается Белое пятно (наблюдается периодически).
1895г	А.А. Белопольский	Доказывает метеорный состав колец Сатурна.
1932г		В атмосфере планеты открыты метан и аммиак.
1944г		В спектре спутника Титана была найдена полоса метана.
1979г	КА "Пионер - 11"	Пролетая 1 сентября в 21400 км от планеты, обнаружил магнитосферу планеты и показал тонкую структуру колец. Открыты два новых кольца.
1980г	КА "Вояджер - 1"	12 ноября пролетает мимо планеты в 123000 км, исследует спутник Титан, открывает 5 спутников, новые кольца.
1981г	КА "Вояджер - 2"	27 августа сближается с планетой. Исследует Титан, радиационные пояса, магнитное поле.
2000г	Бретт Глэдман	В течение года открывает 10 новых спутников у планеты.
2004г	КА "Cassini"	1 июля 2004г вышел на орбиту планеты и приступил к изучению планеты, колец и спутников. Сделано множество открытий.
2005г	спускаемый аппарат «Гюйгенс» КА "Cassini"	14 января 2005 года в 15 часов 45 минут по московскому времени спускаемый аппарат «Гюйгенс» произвел посадку на Титане.

Солнечная система