Сатурн расположен вдвое дальше от Солнца, чем Юпитер, - на расстоянии 1,4 млрд. км. На нем наблюдается меньше темных полос (поясов) и светлых зон, образованных течениями ватмо-сфере. Магнитосфера Сатурна - область, где доминирует его магнитное поле, - намного спокойнее, чем у Юпитера, создающего радиопомехи, которые легко принимаются на Земле. Атмосферу у Титана астрономы обнаружили еще в 1943 г., но, кроме этого, о нем и других спутниках Сатурна было мало известно до наступления космической эры. Любителям астрономии Сатурн всегда казался красивой и таинственной копией грозного Юпитера, парящей в далекой холодной глубине (см. рис.).
Первым аппаратом, долетевшим до Сатурна, был Pioneer 11 - весьма простой зонд, пролетевший мимо Юпитера в 1974 г. и мимо Сатурна в 1979 г. Его приборы обнаружили прежде неизвестное кольцо Сатурна (кольцо F), дистанционно измерили состав атмосферы и параметры магнитного поля планеты. Аппараты Voyager 1 и 2, пролетевшие мимо Сатурна соответственно в 1980 и 1981 г., располагали более чувствительными приборами, которые обнаружили в его кольцах темные радиальные пересекающиеся полосы, которые, возможно, образованы пылью, висящей над плоскостью колец. Измерения показали, что кольца состоят из частиц различного размера: от огромных валунов до крошечных пылинок.
Аппараты Voyager передали изображения поверхности многих ледяных спутников Сатурна, но самым интересным из всех оказался окутанный атмосферой Титан. Voyager 1 подлетел на расстояние в 4 тыс. км к этому второму по величине спутнику в Солнечной системе (после Ганимеда у Юпитера). Непроницаемый оранжевый туман закрывал поверхность Титана от телекамер зонда, но другие приборы измерили температуру и давление в атмосфере и показали, что она в основном состоит из азота с небольшой примесью метана.
Оказалось, что динамика атмосферы Титана подобна земной. В обеих атмосферах доминирует азот, но на Титане метан играет такую же метеорологическую роль, какую вода играет на Земле. Он также служит основой органических химических реакций, начинающихся в верхней атмосфере Титана с разрыва ее молекул ультрафиолетовым излучением Солнца. Ученые полагают, что в этот атмосферный цикл может быть включен и дождь из жидких углеводородов, которые могут накапливаться в озерах или даже океанах на поверхности спутника. Температура поверхности (около -179°C) слишком низка для жидкой воды, но достаточна для существования резервуаров с жидкими углеводородами. Известно, что жизнь не смогла развиться на Титане, но анализ органических химических циклов на этом спутнике поможет разгадать тайну зарождения жизни на Земле.
Результаты экспедиции Voyager'ов воодушевили исследователей, и они решили создать орбитальный аппарат, который мог бы провести всестороннее исследование системы Сатурна. В начале 1980-х гг. финансирование планетных исследований было ограничено, поэтому руководители NASA и ESA задумались об объединении ресурсов.
В 1982-1983 гг. на встрече европейских и американских ученых, посвященной совместным исследованиям Солнечной системы, в первую очередь обсуждалась экспедиция в систему Сатурна.
|