Saturnus

Rengasplaneetta Saturnus kiertää Aurinkoa Maasta katsoen etäällä: sen ellipsirata on yhdeksästä kymmeneen kertaa niin etäällä Auringosta kuin oma planeettamme. Auringon säteily lämmittää Saturnusta ja sen kuita ja renkaita siten vain noin sadasosalla siitä tehosta, jonka Maa saa pinta-alayksikköä kohti. Saturnus on kaukaisin paljain silmin näkyvä planeetta. Sen säde on 60 000 kilometriä, eli yhdeksän kertaa niin suuri kuin maapallon.

Saturnus on jättiläismäinen kaasuplaneetta. Kuten muutkin aurinkokuntamme neljä jättiläisplaneettaa, se on suurimmaksi osaksi vetyä ja heliumia. Saturnuksen "pinta" muodostuu leveyspiirien suuntaisista rusehtavan harmaista pilvivöistä, jotka ovat vaikeammin erotettavia kuin Jupiterin näyttävät vyöt. Saturnuksen pyörimisakseli on 27 astetta kallellaan ratatasosta, joten siellä on samankaltaiset vuodenajat kuin Maassakin, tosin Saturnuksen vuosi kestää 30 Maan vuotta. Vuodenajat vaikuttavat kaasukehän väritykseen.

Saturnuksen kaasukehässä tapahtuu Maan ilmakehästä tuttuja ilmiöitä: napojen tuntumassa esiintyy revontulia ja salamoitakin on havaittu. Jupiterin tapaan paljon nopeasti pyöriviä pilvipyörteitä esiintyy eri leveysasteilla. Saturnuksella on myös joitakin hyvin eksoottisia piirteitä: pohjoisnavalla on laaja Saturnuksen mukana pyörivä kuusikulmainen pilvimuodostelma, kun taas etelänavalla on pysyvä hurrikaanin myrskynsilmä. Pohjois- ja etelänapojen erikoispiirteet saattavat seurata vuodenaikoja.

Saturnuksen renkaat muodostuvat pienistä jään ja pölyn sekaisista kappaleista, jotka kiertävät Saturnusta rinnakkaisilla radoillaan. Renkaat ovat hyvin ohuita – rengaslevyn läpimitta on usein alle 40 metriä.  Renkaiden lomassa kiertää myös kuita, jotka painovoimallaan ylläpitävät renkaiden järjestystä.

Saturnuksen kuut ja Titan

Saturnuksen kuita on löydetty yli 60. Ne ovat suurimmaksi osaksi jäätä, joka Saturnuksen etäisyydellä Auringosta ei koskaan ole ehkä sulanutkaan. Kuista useimmat ovat 5–20 kilometrin läpimittaisia. Suurempia on vain kourallinen. Niistä suurin, Titan, onkin sitten halkaisijaltaan (2575 km) peräti puolitoistakertainen Maan Kuuhun nähden, ja suurempi kuin Merkurius-planeetta. Kuiden radat ovat lähellä rengastasoa.

Kuiden joukossa on kiinnostavia tapauksia, jotka eivät ole pelkkiä kiinteitä jääpalloja. Titan on paljon muita suurempi ja samalla ainoa tunnettu kuu, jolla on oma kaasukehä. Enceladuksen jäisen pinnan alta purkautuu vettä eteläisistä jääkuoren kanjoneista. Iapetus-kuun pinta on toiselta puolen hyvin tumma ja toiselta puolen taas kirkkaan valkoista jäätä.

Titan kiertää Saturnusta kolme kertaa niin kaukana kuin Kuu maapalloa. Sen pyörähdysaika on 16 päivää samoin kuin sen kiertoaika Saturnuksen ympäri. Siten sama puoli kuun pintaa on aina planeettaan päin kuten omalla Kuullammekin. Titanin vuodenajat seuraavat Saturnuksen vuodenaikoja, koska molemmat ovat samalla tavoin kallellaan Aurinkoon nähden.

Titan-kuu on toistaiseksi ainoa Maan lisäksi tuntemamme paikka, jonka pinnalla esiintyy vesistöjä.  Tosin ne eivät ole vettä vaan metaanijokia ja -järviä, joita metaanisateet ruokkivat Saturnuksen vuodenaikojen kierron mukaan. Titanin kaasukehä muistuttaa Maan ilmakehää elämän syntyä edeltäneenä aikana. Typpi on Titanin kaasukehän yleisin aine, kuten Maankin ilmakehässä. Titanin kaasukehä on hapeton, mutta sisältää paljon metaania ja jonkin verran hiilidioksidia. 

Cassini-luotain ja Hyugens-laskeutuja

Cassini-luotain on hieman sylinterimäinen, seitsemän metriä korkea ja yli neljä metriä leveä Saturnusta vuodesta 2004 tutkinut avaruusluotain. Cassini on suurin Mars-planeettaa kauemmaksi lähetetty luotain. Saturnusta kiertävälle radalle päästyään siitä irrottautui 350-kiloinen Hyugens-laskeutuja. 14. tammikuuta 2005 Huygens laskeutui laskuvarjolla kahden tunnin ajan Titanin paksun kaasukehän läpi ja päätyi kuivuneen metaanijoen jäiselle pohjalle.

Cassini laukaistiin seitsemän vuotta kestäneelle matkalleen Saturnusta kohti vuonna 1997. Sen toiminta-aikaa on pidennetty alun perin suunnitellusta jo toista kertaa, ja viimeiset mittaukset avaruusluotaimesta saataneen Maahan vuoden 2017 kieppeillä. Cassini on ollut Euroopan avaruusjärjestön ESAn ja Yhdysvaltain avaruushallinnon Nasan erittäin menestyksekäs yhteishanke. ESAn erityisvastuulla oli Huygens-laskeutuja. Suomesta Valtion Teknillinen Tutkimuskeskus toimitti Cassini-luotaimen plasmamittalaitteeseen osia ja Ilmatieteen laitos vastasi Huygensin painemittalaitteesta, jossa käytettiin Vaisalan valmistamia paineantureita. Ilmatieteen laitos ja Oulun yliopisto ovat osallistuneet Cassinin ja Huygensin mittaustulosten analysointiin.