Saturnuksen tutkimus

Tämä artikkeli käsittelee Saturnuksen tutkimusta. Saturnus on havaittu tähtitaivaalla paljain silmin, joten kukaan ei ole löytänyt planeettaa, mutta vanhimmat kirjalliset havainnot planeetasta ovat vuodelta noin 700 eKr. Saturnuksen ohi on lentänyt kolme luotainta, Pioneer 11, Voyager 1 ja Voyager 2. Cassini-Huygens -luotain on ainoa avaruusluotain, joka oli suunniteltu pelkästään Saturnuksen ja sen kuiden tutkimiseen. Nasa on lähettämässä uutta luotainta Saturnuksen kuuhun Titaniin. 
Maasta tehdyt havainnot.
Ensimmäiset säilyneet kirjalliset havainnot Saturnuksesta ovat peräisin assyrialaisilta noin 700 eKr. He kuvailivat planeettaa "kimalluksena tähtitaivaalla" ja nimesivät sen "Ninibin tähdeksi" (engl. "Star of Ninib").
Noin 400 eKr Antiikin Kreikan tähtitieteilijät nimesivät kohteen "Kronokseksi", kreikkalaisen mytologian mukaan. Myöhemmin antiikin roomalaiset vaihtoivat nimen "Saturnukseen".
Heinäkuussa 1610 Galileo Galilei havaitsi kaukoputkellaan Saturnuksen renkaat, mutta luuli niitä kolmeksi planeetaksi. Vuonna 1655 Christiaan Huygens löysi Saturnuksen kuun Titanin sekä vahvisti, että Saturnuksella on renkaat.
Avaruusluotaimet.
Pioneer 11.
Pioneer 11 laukaistiin 6. huhtikuuta 1973 Cape Canaveralin Launch Complex 36B:stä. Pioneer 11 teki Saturnuksen ohilennon vuonna 1979 ja otti ensimmäiset lähikuvat planeetasta. 1. syyskuuta samana vuonna luotain kulki 20 921 kilomerin korkeudesta planeetan yläpilvikerroksesta ja otti noin 440 kuvaa planeetasta. Pioneer 11 löysi:
Luotain jatkoi matkaansa lokakuussa 1979.
Voyager 1.
Voyager 1 -luotain laukaistiin 5. syyskuuta 1977 Cape Canaveral Air Force Stationista ja saapui Saturnuksen luo marraskuussa 1980.
Luotain havaitsi Saturnuksen ilmakehän olevan suurimmalta osin vetyä, 11 prosenttia heliumia sekä pieni määrä muita kaasuja. Saturnuksen tuulen huippunopeudeksi luotain mittasi 1770 kilometriä tunnissa ja vuorokauden pituudeksi 10 tuntia ja 39,4 minuuttia. Luotain kulki matalimmillaan 125 528 kilometrin korkeudesta Saturnuksen yläpilvikerrosta, jonka jälkeen luotain suuntasi kohti tähtienvälistä avaruutta.
12. marraskuuta 1980 Voyager 1 kulki 6 492 kilometrin päästä Titanista ja havaitsi kuun ilmakehän koostuvan enimmäkseen typestä ja metaanista sekä pienestä määrästä hiilivetyä. Voyager 1 mittasi Titanin pinnan ilmanpaineen olevan 60 prosenttia korkeampi kuin Maan keskimääräinen merenpinnan paine. Titanin pinnan lämpötilaksi luotain mittasi noin -181 celsiusastetta ja läpimitaksi 5 140 kilometriä. Luotain mittasi Titanin koostuvan kivestä ja vesijäästä.
Voyager löysi Saturnukselta kolme uutta kuuta ja tutki lähietäisyydeltä Tethystä, Mimasia, Enceladusta, Dionea, Rheaa sekä Hyperionia. Luotain tutki myös Japetusta, mutta ei käynyt lähellä kuuta.
Luotain lopetti Saturnuksen ja sen kuiden tutkinnan 14. joulukuuta 1980.
Voyager 2.
Voyager 2 laukaistiin 20. elokuuta 1977 Floridasta Cape Canaveral Air Force Stationista. Luotain aloitti Saturnuksen tutkinnan 5. kesäkuuta 1981 ja lopetti tutkinnan 28. syyskuuta 1981. Luotain lähinnä otti kuvia Saturnuksesta ja sen kuista, eikä löytänyt mitään uutta. Voyager 2:n reitti suunniteltiin niin, että se pystyisi kuvaamaan kuita, joista Voyager 1 oli liian kaukana saadakseen tarkkoja kuvia. Voyager 2 otti yli 16 000 kuvaa Saturnuksen renkaista, Prometheuksesta, Pandorasta Japetuksesta, Hyperionista, Titanista. Sen jälkeen luotain matkasi matalimmillaan Saturnuksen yläpilvikerroksesta, 41 842 km korkeudesta. Kun luotain oli matkalla poispäin Saturnuksesta se vielä kuvasi Enceladusta, Janusta, Tethystä sekä Phoebea. Myöhemmin Voyager 2:n kuvista löydettiin uusi Saturnuksen kuu nimeltä Pan.
Cassini-Huygens.
Cassini-Huygens koostui Nasan rakentamasta kiertolaisluotaimesta sekä Esan rakentamasta laskeutumisluotaimesta, joka laskeutuisi Titaniin. Cassini-Huygens laukaistiin 15. lokakuuta 1997 Cape Canaveral Air Force Stationista Titan IVB -kantoraketilla. Luotain käytti hyödykseen Venuksen, Maan sekä Jupiterin painovoimia lingotakseen itsensä Saturnuksen kiertoradalle. Cassini-Huygens saapui Saturnuksen kiertoradalle 1. heinäkuuta 2004. Sen jälkeen luotain teki 96 minuutin pituisen korjauksen kiertorataansa. Radan korjaus vei luotaimen 20 000 kilometrin korkeuteen Saturnuksen yläpilvikerroksesta. 23. elokuuta 2004 luotain teki uuden ratamuutoksen, jonka avulla se pääsi lähelle Titania. Luotain matkasi kolme kertaa läheltä Titania ja kolmannella kerralla Huygens -laskeutuja irroitettiin Cassinista 25. joulukuuta 2004. 14. tammikuuta 2005 Huygens laskeutui Titanin ilmakehän läpi kuun pinnalle. Laskeutuminen kesti noin 2 ja puoli tuntia, jonka jälkeen laskeutuja oli käynnissä noin tunnin ajan ennen kuin yhteys luotaimeen katkesi.
Cassini Huygensin suunniteltua tehtävää jatkettiin vuonna 2008 kahdella vuodella ja 2010 seitsemällä vuodella. Sen jälkeen luotain suunnattiin kohti Saturnusta, jossa se tuhoutui. 13 vuoden tutkimuksen jälkeen luotain otti yli 450 000 kuvaa, kiersi Saturnuksen 294 kertaa ja teki 127 Titanin ohilentoa. Cassini-Huygensin tärkeimmät löydöt olivat:
Dragonfly.
Dragonfly on Nasan tuleva ilma-alus, jonka tarkoituksena on tutkia Titania ja sen mahdollisuuksia elämän kehitykselle lentämällä tutkimusalueilla. Luotaimen suunniteltu laukaisu tapahtuisi vuonna 2028 ja sen on suunniteltu saapuvan Titanin pinnalle vuonna 2034.