飛船殞命

劉聲遠+劉安立

它1997年離開地球前往土星。經過漫長飛行和探測之旅后，今年——

20年前，重達6噸的“卡西尼號”飛船（以下簡稱卡西尼號）從美國佛羅里達州東海岸一座發(fā)射場升空，踏上穿越幾乎整個太陽系的前往土星之旅。

7年后的2004年夏季，卡西尼號終于進入土星軌道。當時：美國總統(tǒng)候選人布什和克里正在鏖戰(zhàn)；iPhone尚未問世；現在的超級巨星阿黛爾，還是一個鮮為人知的英國女孩。從那以后的12年里，卡西尼號對土星進行了數百次環(huán)繞，多次飛掠土星云頂，造訪土衛(wèi)（土星衛(wèi)星的簡稱），甚至發(fā)射了一艘探測器登陸最大的土衛(wèi)——泰坦（土衛(wèi)六）表面。

如今，卡西尼號正在上演終極大結局，再過幾個月它就會壯烈犧牲。然而，它的臨終歲月卻注定是最偉大、最有建樹和最危險的。2016年12月5日，這個大結局大幕拉開。

土星是一顆充滿魅力的星球，但它的最大魅力在于它那特別顯眼的環(huán)。不過，卡西尼號每次接近土星環(huán)都小心翼翼。科學家對62顆土衛(wèi)的大小和質量都已了解。就算是在遠離土星12億千米的地球上，科學家也很清楚應該怎樣接近土衛(wèi)但又不靠得太近。然而，土星環(huán)更復雜。土星環(huán)一共有10道，還有兩道不完整的弧環(huán)。這些環(huán)由數十億塊（個）飄移的巖石、塵埃和冰粒構成，其中任何一個都可能撞壞靠得太近的高速飛船。

到了2016年12月，卡西尼號搭載的燃料已所剩不多，因此美國宇航局愿意讓這艘飛船冒險。從2016年11月30日起，卡西尼號開始了總共20次掠環(huán)繞行（每次持續(xù)7天）中的第一次。之所以叫掠環(huán)，是因為每次都是掠過土星環(huán)——接近但又不能靠得太近。卡西尼號已經在距離土星最外環(huán)——F環(huán)1.1萬千米處飛過。請注意，從太空規(guī)模上說，1.1萬千米幾乎等于零距離。

在卡西尼號大結局的第一個階段，它發(fā)回地球的最驚人圖像并不是關于土星環(huán)，而是有關土星北極和位于土星北極的奇異六邊形云陣（它被認為是土星極地射流與土星自轉交互作用的結果）。在接下來19次掠環(huán)中，卡西尼號將發(fā)回大量像素超過以往的土星環(huán)圖像。其中，最后一次發(fā)送將是在2017年4月19日格林威治標準時間下午5時44分。

就算在掠環(huán)繞行結束之后，卡西尼號依然會帶給我們更大的驚喜。屆時，卡西尼號的真正結局將開啟。這一任務階段包括另外22次環(huán)繞，在此期間，卡西尼號將穿越土星與其最內環(huán)內緣之間的2400千米距離。在這一穿越期間，卡西尼號搭載的4米高增益天線指向前方，作為盾牌保護后面的敏感設備不被高速微粒撞壞。

2017年9月15日，在第22次繞行結束后，卡西尼號將上演自己的壯烈殞命?？茖W家已經知道恩克拉多斯（土衛(wèi)二）有地下海洋，那里可能支持生命。美國宇航局不想冒這個險：卡西尼號上可能殘留的地球生物材料，污染恩克拉多斯海洋中潛在的生命。正由于此，卡西尼號最終將墜入土星云層。在此過程中，就像從1997年開始的那樣，卡西尼號將繼續(xù)向地球傳回數據，直到自己被無比巨大的土星大氣壓力摧毀。這樣的結局不僅不算慘烈，而且可以說恰如其分——環(huán)繞土星十幾年的卡西尼號，終將永久融入土星，不是很好嗎？

卡西尼任務全揭秘 一波三折的合作

卡西尼號是“卡西尼-惠更斯”任務中的旗艦飛船。該任務的起源要回溯到1982年。當時，歐洲科學基礎學會和美國國家科學院組成了一個聯合工作組，調研未來的合作任務。當時，兩位歐洲科學家提出，讓一艘土星軌道器和一艘泰坦探測器成對執(zhí)行機器人土星探測任務。1984～1985年，美國宇航局和歐洲空間局（簡稱歐空局）聯合調研了這項可能的任務。隨后，美歐雙方各自繼續(xù)調查這方面的可能性。1987年，美國著名女宇航員萊德在其一份頗有影響力的報告中，檢視并認可了卡西尼任務。

萊德在其報告中指出，無論是土星軌道器還是泰坦探測器都應該由美國宇航局單獨主導。1988年，美國宇航局有關人士再次提出，這項土星探測任務應該由美歐聯合執(zhí)行。當時，歐空局意識到美方并未將其視為平等合作伙伴，這導致美歐航天機構之間出現緊張。美國宇航局對此很敏感，參與“卡西尼-惠更斯”任務的美方人士希望，通過這項合作任務緩解這一緊張情勢。

這項合作最終不僅改變了雙方關系，而且讓“卡西尼-惠更斯”任務幸免于美國國會的預算削減。1992和1994年，該任務在美國國內遭到批評，但美國宇航局向國會指出，歐方已經向這項任務注資，如果美方停止合作，雙方關系必然會受影響。1994年之后，該任務終于得以相對順利進行。

為什么叫“卡西尼-惠更斯”

“卡西尼-惠更斯”任務包含兩個元素：以意大利-法國天文學家卡西尼（1625～1712）之名命名的“卡西尼號”軌道器（由美國宇航局負責），卡西尼是土星環(huán)分界線和4顆土衛(wèi)的發(fā)現者；以荷蘭科學家惠更斯（1629～1695）之名命名的“惠更斯號”探測器（以下簡稱惠更斯號。它由歐空局負責）。1655年，惠更斯提出土星由一條固體環(huán)包圍。使用一臺自行設計的50倍折光式望遠鏡，惠更斯發(fā)現了第一顆土衛(wèi)——泰坦。

“卡西尼-惠更斯”任務是前往太陽系外行星（外圍行星）的一項旗艦級任務，類似的行星旗艦還有“伽利略號”“旅行者號”和“海盜號”。

探測目標

卡西尼號肩負多個探測目標，其中包括：

——確定土星環(huán)的三維結構和動態(tài)行為；

——確定每一顆土衛(wèi)的表面情況和地質歷史；

——確定伊阿佩托斯（土衛(wèi)八）表面暗色材料的起源和性質；

——測量磁層的三維結構和動態(tài)行為；

——調查土星大氣層云頂處的動態(tài)行為；

——調查泰坦云層和霧靄的隨時間可變性；

——描述泰坦表面情況。

飛船設計

1997年10月15日，“卡西尼-惠更斯”聯合飛船從位于卡納維納爾角的美國空軍站發(fā)射升空。

包括卡西尼號和惠更斯號在內，這對聯合飛船是迄今為止第二大規(guī)模的機器人行星際飛船，也是最復雜的同類飛船之一?？ㄎ髂崽柕馁|量為2150千克，惠更斯號為350千克。加上運載火箭適配器及發(fā)射時3123千克的燃料重量，這對聯合飛船的總重量為5600千克，其重量只被蘇聯發(fā)射到火星的“福波斯”1號和2號飛船超過。

卡西尼號高6.8米，寬4米。它的復雜性由前往土星的軌道架構和探測任務決定?？ㄎ髂崽栍?630組相互連接的電子元器件、2.2萬組連接電線和14千米長的纜線?？ㄎ髂崽栍?2.7千克钚-238供電——來自钚-238放射性衰變的熱量被轉化成電力?；莞固栐谘埠狡陂g由卡西尼號提供動力，但使用化學電池執(zhí)行獨立探測。

目前，卡西尼號仍在環(huán)繞土星。發(fā)自地球的無線電信號要等68～84分鐘才能到達卡西尼號。反之亦然。因此，地面控制人員無法向卡西尼號發(fā)出“實時”指令以應對日常操作或意外情況。就算反應及時，從卡西尼號報告自己出現問題到它接收到衛(wèi)星傳輸的地面控制指令，期間要花超過2小時。

钚電源

由于土星遠離太陽，因此太陽能電池陣列不能被用于土星探測飛船。為了產生足夠電力，土星探測飛船所需的太陽能電池陣列過大也過重。所以，卡西尼號由3臺放射性同位素熱電發(fā)生器（簡稱RTG）供電。RTG利用钚-238（以二氧化钚的形式）天然衰變產生的熱量，經由熱電技術產生直流電?？ㄎ髂崽柎钶d的RTG與用在美國宇航局“新地平線號”“伽利略號”和“尤利西斯號”飛船上的RTG設計相同，發(fā)電時間都很長。在卡西尼號原定11年的任務期后，它的RTG依然能發(fā)電600～700瓦。為卡西尼號準備的一臺備用RTG，被用于為后來前往冥王星和柯伊伯帶的“新地平線號”供電。

為了增加飛行中的動能，卡西尼號的軌道包括多次引力彈射操作：兩次飛近金星，一次飛近地球，還有一次飛近木星。其中，飛近地球是卡西尼號可能最后一次給地球帶來危險的情況。但這次操作很成功：1999年8月18日，卡西尼號從地球上空1171千米處飛過。如果卡西尼號墜落地球，在最壞情況下——卡西尼號以一個銳角進入地球大氣層并逐漸燒毀，其RTG剩余的大量钚-238將散布于地球大氣層中，40億人將受其影響，其中至少5000人將死于癌癥。不過，這種情況的發(fā)生概率僅為100萬分之1。

卡西尼號機載儀器

光學遙感儀器組

——綜合紅外光譜儀

——成像科學系統(tǒng)

——紫外成像攝譜儀

——可見光和紅外成像光譜儀

場、粒子和波儀器組

——卡西尼等離子體光譜儀

——宇宙塵埃分析儀

——離子及中性質譜儀

——磁強計

——磁層成像儀

——射電和等離子體波科學套組

微波遙感儀器組

——雷達

——雷達科學套組

惠更斯號

由歐空局提供的惠更斯號，負責檢視泰坦云層、大氣層和表面情況。它被設計得能進入泰坦大氣層并且在其中制動，然后用降落傘把一部裝載著機器人實驗室的登陸器投送至泰坦表面。這一登陸器系統(tǒng)由登陸器本身及登陸器支持設備（簡稱PTE）構成，PTE位于環(huán)繞泰坦的惠更斯號上。PTE搭載的電子儀器能追蹤登陸器，回收登陸器在下降過程中采集的數據，處理和傳輸數據到惠更斯軌道器，經由軌道器發(fā)回地球。

這些數據通過惠更斯號和卡西尼號之間的無限電連接傳遞，這一無線電連接則由探測器數據中轉系統(tǒng)提供。由于距離地球太遙遠，這一探測任務不能從地球遙控，而是由惠更斯號搭載的指令數據管理系統(tǒng)自動管理。在一次飛行測試期間，偶然發(fā)現了惠更斯號通信系統(tǒng)中的一個與多普勒頻移效應有關的故障，最終通過環(huán)繞軌道調整清除了故障。要是這一故障未被清除，惠更斯號上的通信數據就會全盤丟失。

里程碑事件 一波三折的合作

飛近金星、地球和木星

1998年4月26日和1999年6月24日，卡西尼號兩次借助金星引力援助。這兩次飛近金星，為卡西尼號提供了一路飛向小行星帶所需的足夠動能。到了這個時點，太陽引力把卡西尼號拉回內太陽系。

1999年8月18日，卡西尼號飛近地球借助引力。在最接近地球之前80分鐘，卡西尼號在距離月球37.7萬千米處飛過，拍攝了一系列照片。

2000年1月23日，卡西尼號飛近2685號小行星。在飛近前5～7小時期間，在距離2685號小行星160萬千米處，卡西尼號為這顆小行星拍攝了多幅照片，它提供的信息讓科學家估計出2685號小行星的直徑——15～20千米。

2000年12月30日，卡西尼號飛近木星，進行了許多項科學測量。在這次為期6個月的飛近期間，卡西尼號拍攝了2.6萬幅木星系統(tǒng)圖像，其中包括木星的微弱環(huán)和木衛(wèi)。它還幫助制作了迄今為止最詳盡的木星全球彩圖。

2003年3月6日，科學家宣布了卡西尼號在飛近木星期間有關木星大氣循環(huán)的一大發(fā)現。在木星大氣層中，明暗區(qū)域交替。科學家長期以來一直認為，這些有蒼白云層的區(qū)域是空氣上涌地帶，部分原因是，地球上的許多云團形成于空氣上升處。然而，對卡西尼號所拍圖像的分析表明，在地球上因為規(guī)模太小而看不見的單個風暴單元（由上涌的亮白云組成），在木星大氣層的暗色地帶卻司空見慣。

卡西尼號對木星大氣層的觀測結果，還包括由高層大氣霧靄組成的一個旋轉的暗色橢圓。它靠近木星北極，大小與木星的大紅斑相仿。紅外圖像揭示了木星兩極附近的循環(huán)模式，包括席卷全球的風暴，鄰近地帶的風向卻正好相反。

根據對卡西尼號所拍木星環(huán)圖像的分析，科學家探討了木星環(huán)的本質。木星環(huán)中微粒散射的光線表明，這些微粒的形狀不規(guī)則，而不是像科學家之前推測的那樣呈圓球形。這些微粒很可能源自微流星對木衛(wèi)的撞擊，被撞的木衛(wèi)很可能是墨提斯（木衛(wèi)十六）和安德拉斯蒂（木衛(wèi)十五）。

環(huán)繞土星

2004年7月1日，在經過7年的飛行后，卡西尼號飛越土星F環(huán)和G環(huán)之間的間隙，進入環(huán)繞土星的軌道。這也是第一次有飛船環(huán)繞土星。

當時，卡西尼號執(zhí)行的土星軌道插入操作非常復雜，要求飛船的高增益天線不能指向地球，而需要指向飛行方向，目的是保護船載儀器不被土星環(huán)微粒損壞。一旦飛船穿越土星環(huán)平面，它就必須再次旋轉，將自己的發(fā)動機指向飛行路徑，接著，發(fā)動機點火，讓飛船的速度每秒降低622米，從而讓土星引力俘獲飛船。2004年6月30日太平洋時間大約20時54分，卡西尼號被土星引力俘獲。在這一操作期間，卡西尼號飛到了土星云頂以內2萬千米。

測試相對論

2003年10月10日，卡西尼任務科學團隊宣布了對愛因斯坦廣義相對論的測試結果，這些測試是運用傳輸自卡西尼號的無線電波進行的?？茖W家測量了往返于卡西尼號的無線電波頻移（正如那些接近太陽的無線電波頻移）。根據廣義相對論，像太陽這樣的大質量天體會造成時-空彎曲，導致經過太陽的射電波束（或光線，或任何形式的電磁輻射）跑得更遠。

根據一些宇宙學模型的預測，一些可測結果與使用廣義相對論算出的數值之間有偏差。然而，這次實驗結果與根據廣義相對論算出的數值并無偏差。在這之前，運用由“海盜號”和“旅行者號”飛船傳輸的無線電波進行的測試結果，也都符合根據廣義相對論算出的數值，準確度達千分之999。而利用卡西尼號所傳輸無線電波進行的測試結果，更符合根據廣義相對論算出的數值，準確度高達5.1萬分之5.0999萬。這一結果強有力支持了愛因斯坦廣義相對論。

發(fā)現新土衛(wèi)

卡西尼任務總共發(fā)現了7顆新的土衛(wèi)。運用卡西尼號拍攝的圖像，科學家在2004年發(fā)現了3顆此前未知的土衛(wèi)。后來的分析顯示，“旅行者2號”飛船1981年飛近土星時，就已拍攝到了這3顆土衛(wèi)中的一顆。

2004年6月11日，卡西尼號經過福柏（土衛(wèi)九）。自從“旅行者2號”1981年飛近它以來，這是第二次有機會近距離探索這顆土衛(wèi)?？茖W家在2004年6月12日收到卡西尼號對福柏拍攝的首批近距離圖像，他們立即意識到福柏的表面特征與飛行器拍攝的所有小行星都不同。從這些圖像上看，密集分布著隕擊坑的福柏部分表面很亮?？茖W家現在相信，從福柏表面下很淺處開始，有大量水冰存在。

土星自轉變了？

2004年6月28日，卡西尼任務團隊宣布了對土星自轉周期的測量結果。由于土星表面沒有固定地貌能被用來獲得這一周期，所以科學家采用了無線電發(fā)射。新的測量結果與從地球上最新測量的土星自轉周期匹配，這反而讓科學家感到奇怪?，F已知道，自從“旅行者1號”1980年測量土星自轉周期以來，這一周期如今已增加了6分鐘。但這并不表明土星的自轉總體上有變化，而被認為是由于無線電發(fā)射源運動到了一個不同的位置，這里的自轉速率有所不同。

飛近泰坦

2004年7月2日，卡西尼號首次飛近泰坦，它與泰坦之間距離不到33.9萬千米。透過多個特制濾器（它們能看穿包裹泰坦的霧靄）拍攝的圖像，顯示了泰坦南極云層（它們被認為由甲烷組成），以及亮度差異很大的表面地貌。

2004年10月27日，卡西尼號執(zhí)行計劃中45次飛近探測泰坦中的第一次，距離泰坦表面僅1200千米。它采集了大量數據并傳回地球，其中包括被霧靄覆蓋的泰坦表面的首批雷達圖像。這些圖像揭示，泰坦表面（至少是被雷達圖像拍到的表面區(qū)域）相對平坦，地貌高度不超過大約50米。與之前的探測相比，這次飛近拍照的像素顯著增加。

飛近恩克拉多斯

2005年，在頭兩次飛近恩克拉多斯期間，卡西尼號發(fā)現了這顆土衛(wèi)的局部磁場中的一種偏向，它表明恩克拉多斯有稀薄卻又重要的大氣層。當時進行的其他測量，暗示這一大氣層的主要成分是離子化的水蒸氣?？ㄎ髂崽栠€發(fā)現了恩克拉多斯南極的水冰噴泉，這進一步證明恩克拉多斯向土星的E環(huán)提供材料?？茖W家開始相信，恩克拉多斯表面下有液態(tài)水。

2008年3月12日，卡西尼號再次飛近恩克拉多斯，距離這顆土衛(wèi)表面不到50千米?？ㄎ髂崽柎┰搅藦亩骺死嗨鼓蠘O噴泉延伸出的羽流，用質譜儀在其中探測到了水、二氧化碳及其他多種碳氫化合物，還用紅外光譜儀繪制表面地貌。但由于軟件故障，卡西尼號未能運用宇宙塵埃分析儀采集數據。

2009年11月21日，卡西尼號第8次飛近恩克拉多斯，距離恩克拉多斯表面不到1600千米。卡西尼號搭載的復合紅外光譜儀，繪制了恩克拉多斯表面巴格達溝虎紋帶地貌的熱離子發(fā)射圖。從卡西尼號發(fā)回地球的數據，幫助科學家創(chuàng)制了恩克拉多斯南半球的高像素圖像。

2014年4月3日，在卡西尼號進入土星軌道近10年后，美國宇航局報告說，有證據表明恩克拉多斯地下存在含鹽的海洋，這讓恩克拉多斯成為太陽系中最可能存在微生物的地方之一。

美國宇航局2015年9月宣布，來自卡西尼號的引力和成像數據被用于分析恩克拉多斯軌道的天平動，結果發(fā)現這顆土衛(wèi)的表面并非與內核緊固結合，因此表明恩克拉多斯的地下海洋是全球性的大規(guī)模海洋。2015年10月28日，卡西尼號再次飛近恩克拉多斯，距離后者表面不到49千米，再次穿越南極上空羽流。

任務期延長

2008年4月15日，卡西尼號任務期被延長27個月，包括再環(huán)繞土星60次、21次飛近探測泰坦，7次飛近探測恩克拉多斯、6次飛近探測米瑪斯（土衛(wèi)一）、8次飛近探測特提斯（土衛(wèi)三），以及飛近探測狄俄涅（土衛(wèi)四）、瑞亞（土衛(wèi)五）、海琳（土衛(wèi)十二）各一次。延長任務期始于2008年7月1日。第二次延長任務期于2010年2月獲準，包括再環(huán)繞土星155次，再飛近探測泰坦54次，再飛近探測恩克拉多斯11次。

惠更斯登陸器登陸泰坦

2004年12月25日，卡西尼號釋放惠更斯探測器，并且通過彈簧和螺旋軌旋轉惠更斯號，以獲得更大穩(wěn)定性。2005年1月14日，惠更斯探測器進入泰坦大氣層。兩個半小時后，探測器在泰坦地面登陸。雖然卡西尼號成功中轉了它從惠更斯探測器那里接收的350幅圖像，但由于卡西尼號的一只接收器軟件出錯，導致另外350幅圖像丟失。

測量土星環(huán)

2005年5月，卡西尼號開始了一系列無線電屏蔽實驗，目的是測量土星環(huán)微粒的大小分布，并測量土星大氣層。在超過4個月時間里，卡西尼號為這一目的而多次環(huán)繞恩克拉多斯。在這些實驗期間，卡西尼號飛到了從地球上看去的土星環(huán)平面的背后，向環(huán)微粒發(fā)射無線電波。在地球上接收到的卡西尼號無線電信號，被用來分析頻率、相位等，以確定土星環(huán)結構。

土星颶風

科學家2006年11月宣布，他們發(fā)現了土星南極的一場有明顯眼壁的颶風風暴。這樣的颶風在地球上不罕見，但在其他行星上還是首次發(fā)現。但與地球颶風不同的是，這場風暴看來固定在土星極地，風暴直徑達8000千米，高度達70千米，風速達每小時560千米。

飛近伊阿佩托斯

2007年9月10日，卡西尼號完成了對伊阿佩托斯的飛近探測。這顆雙色調的栗子形土衛(wèi)看起來很怪異。在伊阿佩托斯上空1600千米處，卡西尼號拍攝了這顆土衛(wèi)的圖像。在向地球傳送圖像時，卡西尼號遭遇了一次宇宙射線襲擊，它被迫暫時進入安全模式。隨后，這次飛近所得的全部探測數據都被恢復。

發(fā)現泰坦湖泊

卡西尼號2006年7月21日獲得的雷達圖像，顯示泰坦北緯地區(qū)看來有多座液態(tài)碳氫化合物（例如甲烷和乙烷）湖泊。這是首次在太陽系中地球之外的地方發(fā)現湖泊。這些湖泊的直徑從1～100千米不等。美國宇航局噴氣推進實驗室2007年3月13日宣布，他們發(fā)現了強有力證據，證明泰坦北半球有甲烷和乙烷海洋。

大風暴后遺癥

2012年10月25日，卡西尼號目擊了一場土星大白斑大風暴的后續(xù)影響，土星上每過大約30年就會發(fā)生一次這樣的大風暴。來自復合光譜儀的探測數據表明，來自風暴的一次強力放電，導致土星同溫層溫度比正常情況下陡增83℃。與此同時，美國宇航局戈達德研究中心探測到土星大白斑中乙烯氣體猛增。乙烯是一種無色氣體，在土星上很罕見。在地球上，乙烯可天然或人工產生。2010年12月5日，卡西尼號在土星北半球首次觀測到這場風暴。這也是環(huán)繞土星的飛船首次觀測到如此規(guī)模的風暴，以及首次在熱紅外波長觀測到如此大規(guī)模的風暴，科學家由此得以觀測土星大氣層溫度，并且追蹤肉眼不可見的現象。這場風暴的強度和規(guī)模超過科學家此前推測的土星風暴最大強度和規(guī)模的100倍，乙烯氣體量飆升就是這種超級風暴強度和規(guī)模的結果。科學家還認為，這場風暴是迄今為止在太陽系中探測到的最大規(guī)模、最高溫度的同溫層渦旋，比木星大紅斑的規(guī)模還大。

觀測金星凌日

2012年12月21日，卡西尼號觀測到金星凌日（行星從其母恒星正前方經過）現象。機載儀器檢測了經過金星大氣層的太陽光，此前還觀測過一顆系外行星（太陽系之外的行星）從正面經過其母恒星的現象。

地球微笑日

2013年7月19日，卡西尼號掉頭對準地球，抓拍地球和月球圖像，以及部分自然光狀態(tài)下的太陽系全景圖。這次事件的特別之處在于，這是美國宇航局第一次提前告知公眾即將拍攝遠距太空照?？ㄎ髂崛蝿粘上駡F隊科學家說，他們希望人們對著天空微笑招手，以此“慶祝這個藍色光斑（指地球）上的生命”。言下之意是，地球人能探測外太空是多么不容易，至少在太陽系內，至今未發(fā)現像地球生命這么智能的生命。

飛近亥伯龍

2015年5月31日，卡西尼號最近（可能也是最后）一次飛近亥伯龍，兩者之間距離僅為3.4萬千米。

飛近瑞亞

2015年2月，卡西尼號更近距離造訪了瑞亞。當時，它與瑞亞的距離不到4.7萬千米。卡西尼號拍攝了一些迄今為止最高像素的瑞亞彩照。

飛近狄俄涅

2015年8月17日，卡西尼號最后一次飛近狄俄涅，兩者間距離只有大約475千米。此前，在2015年6月16日，卡西尼號曾飛近過狄俄涅。

六邊形云團變色

2012～2016年，土星極地的六邊形云團從基本上為藍色變?yōu)楦窠鹕?。有科學家推測，由于季節(jié)變換，土星極地被陽光照射，產生薄霧，造成六邊形云團變色。2004～2008年，土星的整體顏色也被發(fā)現減少了一些藍色調。

殞命土星

卡西尼任務的終結，包括卡西尼號的一系列越來越近距離環(huán)繞土星、進入土星環(huán)，最終于2017年9月15日進入土星大氣層而被摧毀。之所以要讓卡西尼號如此殞命，是為了保護所有被認為存在生命潛能的土衛(wèi)，因而不能讓卡西尼號墜毀在這些衛(wèi)星上，造成污染（無論是卡西尼號上可能殘留的地球生物材料污染還是其他污染）。

回溯2008年，科學家曾為卡西尼號的最終命運考慮過多種選擇，其中每種都有不同的資金、科學和技術難度。在這些選擇中，短周期碰撞土星被列為“最佳”，理由主要是“經由D環(huán)撞向土星能實現余下的探測目標，成本低而且容易實現”；撞擊一顆含冰土衛(wèi)被列為“不錯”，理由是“成本低，并且隨時隨地都能實現”。

2016年11月20日，卡西尼號最后一次飛近泰坦，然后踏上進入土星F環(huán)系列軌道的行程，從而開啟終極謝幕。2017年，卡西尼號將消失于土星大氣層中。事實上，卡西尼號殞命之旅所經之處都是它此前未曾到過的地方，在此過程中它將繼續(xù)向地球發(fā)回探測數據，直到生命終結。