1.土星概况
土星古称“镇星”或“填星”，因为土星公转周期大约为29.5年，而我国古代有28宿，土星几乎每年在一个宿中，有镇住或填满该宿的寓意，所以称为“镇星”或“填星”。土星是太阳系第二大行星，由于快速自转而呈扁球形，直径11.93万千米，是地球的9.5倍。它与邻居木星十分相像，表面是液态氢和氦的海洋，上方覆盖着厚厚的云层，云层中含有大量的结晶氨。土星上狂风肆虐，沿东西方向的风速可超过每小时1600千米，土星上空的云层就是这些狂风造成的。从望远镜中看去，这些云和木星的云一样，形成相互平行的条纹，虽不如木星云带那样鲜艳，但是比木星云带规则得多。土星云带，以金黄色为主，其余是橘黄色、淡黄色等。土星的表面同木星一样，也是流体。
土星和木星一样，也属于巨行星。它的体积是地球的745倍，质量是5.69×1026千克，是地球的95.18倍。它的平均密度很小，是八大行星中密度最小的。如果把它放在水中，它会浮在水面上。土星的大半径和低密度，使其表面的重力加速度和地球表面相近。土星在冲日时的亮度，可与天空中最亮的恒星相比。
土星绕太阳公转的轨道是椭圆形，轨道半径约为14亿千米，公转的平均速度约为每秒9.64千米。它同太阳的距离在近日点时和在远日点时，相差约1.5亿千米。土星也有四季，只是每一季的时间长达7年多。因为离太阳遥远，即使是夏季也极其寒冷。土星自转很快，但不同纬度自转的速度不一样，这种差别比木星还大。赤道上自转周期是10小时14分，纬度60度处则变成10小时40分。
土星极地附近呈绿色，是整个表面最暗的区域。根据红外观测得知，云顶温度为-170℃，比木星低50℃，土星表面的温度约为-140℃。土星表面有时会出现白斑，最著名的白斑是1933年8月发现的，这块白斑出现在赤道区，呈蛋形，长度达到土星直径的1/5.以后这个白斑不断扩大，几乎蔓延到整个土星表面。
由于这颗行星表面温度较低，而逃逸速度又大（35.6千米/秒），使土星保留着几十亿年前它形成时所拥有的全部氢和氦。因此，科学家认为研究土星目前的成分，就等于研究太阳系形成初期的原始成分，这对了解太阳内部活动及其演化有很大的帮助。一般认为土星的化学组成像木星，不过氢的含量较少，土星上的甲烷含量比木星多，而氨的含量则比木星少。
1969年，一架飞机在地球大气高层，对土星的热辐射作了红外观测，发现它和木星一样，辐射出的能量是它从太阳接收到的能量的2倍。这表明，土星和木星一样有内在能源。后来“先驱者”11号的红外探测证实了这一点，测得土星发出的能量，是从太阳吸收到的2.5倍。
在太阳系的行星中，土星的光环最惹人注目，看上去就像戴着一顶漂亮的大草帽。观测表明，构成光环的物质是碎冰块、岩石块、尘埃、颗粒等，它们排列成一系列的圆圈，绕着土星旋转。它像木星一样，除了被色彩斑斓的云带所缭绕外，还被较多的卫星所拱卫。到1978年为止，已发现并证实的卫星有10个，以后又陆续有人提出新的发现。
土星运动迟缓，人们便将它看作掌握时间和命运的象征。罗马神话称之为第二代天神克洛诺斯，他是在推翻父亲之后登上天神宝座的。无论东方还是西方，都把土星与人类密切相关的农业联系在一起。它在天文学中表示的符号，像是一把主宰着农业的大镰刀。
2.土星的结构
土星的结构从内向外可分为核、壳、大气层三部分。土星的核是由岩石构成的，直径2万千米，占土星质量的10%～20%。核的外面是由5000千米厚的冰层组成的壳层。再外面是土星的大气层，大气层的主要成分是氢、氦，并含有甲烷，厚达8000千米。这些气体组成了彩色的云带，并且土星极区有极光，这让土星看上去分外美丽。1973年4月，美国发射的行星际探测器“先驱者”11号发现，土星的大气中，还有一个由电离氢构成的广延电离层，其高层温度约为977℃。土星表面有喷射流，速度最快时，竟高达每秒400米以上。
3.土星的家族
在宇宙飞船探测土星之前，人们知道土星有10颗卫星。1977年发现了土卫十一，1979年“先驱者”1号飞临土星时，探测到了第十二颗卫星。为了纪念它的功绩，起名为“先驱者”号。1980年10月26日和11月10日，“旅行者”1号飞船在近距离考察土星时，又发现了5颗卫星。1981年8月25日，“旅行者”2号在距土星云层之上10.1万千米处掠过，考察了土星及其光环和9个卫星。这次飞掠土星时，又发现了6颗卫星。现已确认的土星卫星共23颗。距土星最近的是土卫十五，半径只有15千米，它与土星的距离为13.7万千米，公转周期是0.601天。最远的是土卫九，它距土星中心为216个土星半径。从飞船发回的资料看，没有发现这些卫星上有火山活动的痕迹。
土星的卫星中，土卫六是天文学家关注的天体之一。自1655年荷兰天文学家惠更斯发现它以后，土卫六一直被认为是体积最大的卫星和太阳系中唯一有生命存在的卫星。但“旅行者”1号发回的数据却令人大失所望，它发现土卫六并不是太阳系中最大的卫星，并且也未发现它上面存在有任何生命的痕迹。但是，土卫六能向外发射电波，这使人感到迷惑。此外，土卫六轨道附近有一个氢云。
除土卫六外，天文学家从“旅行者”号飞船发回的资料发现，土星的其他卫星都比较小，在寒冷的表面上都有陨击的疤痕，像破碎了的蛋壳。土卫一表面上，有一个直径达128千米的陨石坑；土卫二有着荒凉的平原、陨石坑和断皱的山脊，它的不同区域代表着不同的历史时期；土卫三上有一个又深又宽，长约800千米的裂谷；土卫四表面有稀疏而明亮的条纹，它们都环绕着陨石坑。
拜访女巨神
1655年3月25日，荷兰天文学家惠更斯在用自制的3.7米长折射望远镜观测土星时，无意中发现了一颗土星的卫星，这颗卫星被命名为泰坦。泰坦是希腊神话中的女巨神—第二代天神克洛诺斯的妻子。它就是最受天文学家瞩目的土卫六，是被人类发现的第一颗土星卫星。
长期以来，土卫六一直被认为是太阳系卫星中体积最大、比水星还大的卫星之王。“旅行者”号探测器的一次近距离测量，在35千米处拍下5张高分辨率的照片。照片上土卫六展现出美丽的橘红色的星体，像一个熟透了的橘子。更重要的是，收到的数据资料，改写了土卫六原来5800千米的直径，实际直径应为5150千米，把“卫星之王”的桂冠迫不得已地转让给了木星的卫星木卫三，屈居第二。这并没有影响它的地位，科学家们一直对土卫六很感兴趣，原因在于它是卫星中唯一有大气存在的天体。大气的主要成分是氮，约占98%，甲烷占1%，还有少量的乙烷、乙烯及乙炔等气体，在大气中所占比例非常小，大气层厚度约为2700千米。土卫六的表面温度很低，在-181℃～-208℃之间，使之形成了美丽的液氮海洋。
虽然我们看不到土卫六的表面，但“旅行者”号探测器为我们提供的资料显示：土卫六是太阳系中的一个奇异世界，黑暗寒冷的表面，液氮的海洋，暗红的天空，偶尔洒下几点夹杂着碳氢化合物的氮雨。这些是人类了解生命起源和各种化学反应的理想之处。
从惠更斯发现土卫六以来，至今已有300多年的历史，土卫六仍是一个待解之谜。要想对土卫六有更深刻的认识，还需要人类不断地探索。
4.土星绚丽多彩的六角星云
美国国立光学天文台的科学家们，在研究“旅行者”2号发回的土星照片时，发现了一个奇怪的现象：在土星的北极上空，有个六角形的云团。这个云团以北极点为中心，并按照土星自转的速度旋转。土星北极的六角形云团，并不是“旅行者”2号直接拍到，因为“旅行者”2号并没有直接飞越土星北极上空。但它在土星周围绕行时，从各个角度拍下了土星照片。天文学家们把那些照片合成以后，才看清了土星北极上空的全貌，也才发现了那个六角形云团。土星北极上空六角形云团的出现，促使科学家们不得不重新认识土星。
5.美丽的土星光环
土星是太阳系中，4个带环行星中最美丽的一个。土星环结构复杂，千姿百态，看上去像一张硕大无比的密纹唱片。土星环的宽度有好几万千米，但厚度只有20千米左右。所有的土星环，都是由大小不等的碎块颗粒所组成的，大的颗粒可达几十米，而小的颗粒不过几厘米或更小。它们外包一层冰壳，在太阳光的照射下，而形成了明亮光环。1675年，意大利天文学家卡西尼，在土星环上观测到一个缝，称为卡西尼缝，于是他把光环分为A、B两种。1837年，恩克又在A环上发现另一个较窄的缝，称为恩克缝。1850年人们又在B环内部发现暗淡的C环。到目前为止还发现有E、F、G等更加暗弱的环。
关于土星环的成因，有人解释说，它原来是土星的一颗卫星，由于当初离卫星太近，在潮汐的作用下被瓦解成一堆碎片，最后形成我们今天所看到的光环。科学家们倾向认为，土星环是由土星卫星同彗星或小行星相互碰撞而产生的碎块构成的。
