長久以來，土星有著明顯的光環圍繞，一直讓所有喜歡看星星的人著迷。一個金黃色的巨大星球，旁邊圍繞著一圈扁扁的圓環，圓環上有著一道道刻痕，紋路像是以前的黑膠唱盤。
　　喜愛電影的朋友一定對「魔戒」系列電影感到熟悉，它的原文片名是「The Lord of the Rings」。正因為它在全球上映時叫好又叫座，不僅成為票房保證，「魔戒之旅」也成了旅遊業者眼中一個熱門旅遊的套裝行程。而美國太空總署也趕搭「魔戒」系列電影的熱潮，不僅把土星環稱作「The Real Lord of the Rings」，也規畫了一個類似行程，「Journey to a Ringed World」，希望能吸引眾人的目光。
　　長久以來，土星有著明顯的光環圍繞，一直讓所有喜歡看星星的人著迷。一個金黃色的巨大星球，旁邊圍繞著一圈扁扁的圓環，圓環上有著一道道刻痕，紋路像是以前的黑膠唱盤。在夜空下，透過一部口徑十公分以上的望遠鏡，把它指向土星的位置，從目鏡看去還可以看到有兩道環縫，一道較粗且很明顯；另一道較細且較不明顯，像是被刮壞了的唱盤。其中，明顯的環縫叫作「卡西尼環縫」（Cassini D ivision），而另一個不明顯的則稱作「恩克環縫」（Encke Gap）。土星的樣子長得十分逗趣，甚是可愛，凡是看過它的人都對它的樣子留下深刻的印象。第一次看到它真面目的人甚至覺得它的樣子有點假，不相信土星長得就是這個模樣。相較於其他太陽系成員，它的行星環非常明顯，像一個肚子發福的人拿著一個游泳圈。我認為，若要讓大家票選太陽系中印象最深刻的家族成員，土星應該能穩坐在前三名之列吧。
　　是什麼樣的原因會讓土星有著美麗如畫的環？我們都知道土星環是由億萬個大大小小體積不等的冰塊和岩石顆粒所共同組成，大小範圍從小碎石般到房子般都有。雖然其他類木行星的同伴──木星、天王星及海王星──都有行星環圍繞著它們，但是土星的行星環卻是最明顯的，還具有層次感。但仔細分析土星環組成的成分，發現與彗星以及小行星的組成相近，所以科學家認為是一些從太陽系外頭受到太陽系的重力場影響而吸引進來，途中若不幸遇到類木行星，該外來的天體就會受到類木行星強大的重力場而撕裂成許許多多大小不一的碎片，有的碎片會直接撞向類木行星，有的則是幸運的逃過被撞毀的命運而環繞在類木行星的周圍。像在一九九四年，舒梅克-李維九號（Sh oemaker-Levy 9）小行星進入太陽系時遇到木星，受到木星強大重力場所產生的潮汐力給撕裂成二十一個大大小小體積不一的碎片，分別在幾天之內陸續撞向木星，就這麼壯烈的結束了它的一生。我想，這些環繞在土星周圍的小行星碎片應該覺得很慶幸，它們的命運沒有那麼悲慘，但是卻要圍繞著撕裂小行星的凶手身邊一輩子，不知這樣的感覺是幸運還是不幸？
　　從西元一六一○年以來，特別是土星和它的圓環，困惑了義大利天文學家伽利略（Galileo Galilei，1564 ~ 1642 A.D.）許久。伽利略使用望遠鏡探索土星，他發現土星旁邊居然有兩顆小亮點，認為土星是一個「長了一對耳朵的行星」。並且從持續觀察土星中發現，土星的那對耳朵在不同時間下會有不同的變化，疑惑許久，不能了解這究竟是為什麼──我們已經知道是由於土星的自轉軸與公轉軌道面有二十七度的傾斜角，因此土星環相對於地球的傾斜角度便會隨著土星繞太陽的公轉而改變，再加上土星的公轉軌道面與地球的公轉軌道面也有二點五度的夾角，這使得土星環相對於地球的傾斜角在一年之中會有波浪性的變化。所以，若土星環的盤面與地球公轉軌道面恰好成平行時，在地球上的觀測者就會發現「土星環消失」的有趣景象。儘管光學技術及透鏡的品質從伽利略的時代到現在進步很大，還是有許多懸而未解的問題仍然需要直接且近距離的研究土星才能獲得解答。這就促成執行探索土星的任務並建造卡西尼號的主要動機之一。
　　卡西尼號在一九九七年十月十五日發射，預計二○○四年七月一日抵達土星。在此之前，預計在二○○四年六月十一日先造訪土星的一顆衛星──Phoebe。Phoebe的運行軌道方向與大部分太陽系星體的運動方向相反。科學家相信，Phoebe可能來自於遙遠的庫柏帶（Kuipe r Belt），因受到太陽系重力的擾動而被土星捕獲。此任務由美國太空總署（National Aeronautics and Space Administration，NASA ）、歐洲航天局（European Space Agency，ESA）及義大利航空局（ Italian Space Agency）共同合作，主要研究土星的磁場及輻射以及土星環組成成因。
　　另外在卡西尼號上有一艘稱作惠更斯（Huygens）號的科學探測船，將從卡西尼號上被釋放而降落到土星最大和最有趣的衛星──泰坦（Titan）──表面。在已確定的三十一個土星衛星中，泰坦是土星最大的衛星。它的體積比起水星和月亮都大，是太陽系中第二大的衛星，僅次於木星的衛星──加尼米德（Ganymede）。泰坦之所以會讓科學家們產生如此高的興趣，是因為在太陽系中它是唯一有濃厚大氣包圍的衛星。科學家相信，在泰坦大氣中富含有機化合物，與地球剛有生物誕生時的地球環境很相似。因為卡西尼號搭載著惠更斯號，故此任務被稱為「卡西尼-惠更斯」任務（Cassini-Huygens mission）。此項任務結合兩項科學使命：卡西尼號將環繞土星及其衛星四年，其中將飛掠泰坦數十次並用雷達掃描泰坦表面起伏狀況；惠更斯號則穿過泰坦的大氣到達泰坦的表面，研究並分析泰坦大氣結構及其組成成分。科學家們希望藉由許多精密儀器（卡西尼號上有十二項；惠更斯號則有六項），對土星有突破以往更完整的了解，包括土星著名的圓環、土星的磁層、土星的主要衛星──泰坦和其他「冰冷的衛星」。
　　卡西尼號在飛往土星的過程，必須經過兩次重力拋射，這是一種很複雜的飛行路徑。首先太空船必須先向太陽內側飛行，在一九九八年四月二十六日時，第一次飛掠金星並被金星的重力改變了飛行方向及速度，往太陽系外側飛去，但因第一次加速過程的能量尚不足以到達土星，因此當卡西尼號在一九九八年十二月飛至地球軌道與火星軌道之間後，又會被太陽引力拉回太陽系內側，並且在一九九九年六月二十四日再度回到金星軌道上，再一次藉由金星的重力讓卡西尼號加速，穿過地球軌道之後，繼續往太陽系外緣飛行，預計二○○○年十二月三十日飛越木星，二○○四年七月一日到達土星。
　　你會想說：「為什麼讓太空船抵達目的地的過程需要那麼複雜？」原因是太空船在行星際空間（interplanetary space）展開旅程時，需要充足的能源提供給太空船作為推進的動力，在浩瀚無垠的空間裡，最好的能量來源即是太陽。但是卡西尼號要去的目的地是土星，距離太陽的平均距離有9.572AU，即為1.432×109公里，完全依賴太陽能的動力來源要把五、六噸重的太空船從地球推向土星是不可能的事情，所以需要有一種體積小、能量轉換效率大、使用壽命長的能源來取代太陽能──那就是核子能源。
　　此任務由於攜帶有三十三公斤高輻射性的鈽-二三八（Pu-238）燃料而引起反核人士抗議。一些環保團體認為雖然以前太空船探測任務也使用鈽作為動力，不過，卡西尼號所使用的鈽最多。他們與部分美國太空總署在職或離職員工擔心，如果卡西尼號發生意外，高輻射性的鈽燃料會散落地球，造成人類與生態的浩劫。在以發射地點為中心，方圓數百公里的地區將有數十年甚至更久的時間都不適合人類居住。受到一九八六年俄國車諾比爾核能電廠災變（Chernobyl Nuclear Power Station disaster）及一九七九年美國三哩島（Three MileI sland）事故的影響，這些環保團體要求法院阻止該項發射計畫。不過檀香山地方法院法官駁回此項訴求，他認為如果延後卡西尼號發射，對太空總署和其他有關機構在經濟上和科學上的傷害，大於以鈽為動力的潛在風險。
　　白宮科技與科學政策辦公室（White House Office of Science a nd Technology Policy）的約翰•吉布森博士（Dr. John H. Gibbo ns）後來簽署一份正式文件，准許美國太空總署進行這項土星及其衛星的探測計畫。他說：「NASA以及計畫合作夥伴們，對卡西尼計畫已完成非常徹底且嚴格的評估，能確保這個任務執行是安全無虞的。我非常小心地重新檢查這份任務評估報告，認為執行這計畫所得到的重大科學成果遠比潛在的風險更有價值。」
　　此外，美國太空總署提出研究結果佐證，卡西尼號一九九九年在繞過地球時，它墜入地球大氣層並逸出鈽的機率小於百萬分之一。反對者要求改以太陽能為動力，但美國太空總署表示，如果使用太陽能板，無法到達距離太陽約十四億公里的土星。所以NASA堅持使用核能燃料作為卡西尼號在行星際空間航行的主要動力來源。於是卡西尼號得以在一九九七年順利的從佛羅里達州甘迺迪太空中心（Kennedy Spa ce Center，KSC）發射，開始展開它漫長的行星際旅程及執行十幾項重大的科學實驗。
　　在卡西尼號旅行到土星的過程中，一組義大利的科學團隊利用它做了一項有名的測試廣義相對論的實驗。這個實驗是在二○○二年夏天進行的，當時卡西尼號與土星恰巧與地球位在太陽的兩側，距離地球約十億公里左右，此時卡西尼號與地球之間聯繫用的電波必須穿越太陽附近。地球上的科學家向卡西尼號發出電波指令，之後再接收卡西尼號向地球發出的電波回波，藉此測量兩個電波頻率的位移量。這樣的廣義相對論的實驗，對研究宇宙論的學者來說有很重要的意義。問題不在於廣義相對論是否為真，而是在於廣義相對論的真實精確度可以到什麼程度。此次卡西尼號太空船的實驗結果，則可將愛因斯坦理論的精確度推至百萬分之二十。

進入土星的軌道之後，卡西尼號將飛過F環和G環之間的縫隙。為了保護儀器的安全，在穿越環縫期間，卡西尼號上的儀器和照相機將被暫時關閉。但是，在穿越土星軌道的時候，卡西尼號上的儀器將帶來許多難以置信的資訊、壯觀的圖片和連續鏡頭，利用第一手資料來解答許多困惑很久的問題。
　　而另外一個搭載在卡西尼號上的探測船──惠更斯號，它是負責探索及研究土星最大的衛星──泰坦（Titan）。我們對泰坦的認知其實是從一九七○年代航海家一號太空船飛出太陽系時剛好經過土星，拍攝許多土星相關畫面時順便對土星的衛星作影像拍攝，泰坦也在被拍攝的範圍之列。惠更斯號是以在西元一六五五年發現泰坦的荷蘭天文學家惠更斯（Christiaan Huygens）作為命名。它是由歐洲航天局（ESA）所設計，目的在對泰坦的地表、大氣以及雲層結構作一些深入的研究。據我們至今對泰坦的了解，它的體積比水星及月球都大，它的大氣中富含甲烷（methane）及氮氣，甲烷是地球當初創造胺基酸（amino acid）的組成元素之一。泰坦表面溫度只有攝氏零下180 度，故有些地表區域是富含水分的冰封大陸。根據地球上生命演化的過程來看，有了上述的基本元素之後，若加上一些高溫火花作為刺激，是很有可能產生生命組成的基本元素──胺基酸，如果在泰坦地表附近真的合成了胺基酸，那「泰坦上究竟有沒有生命存在？」的課題將會被炒熱的沸沸揚揚，這將會是繼火星之後另一個在太陽系有生命存在跡象的地區。
　　隨著日期一天天的過去，卡西尼號與土星的距離也越來越近，其拍攝影像的細節也越來越清晰。這是歐美第一次，也是人類第一次長時間而近距離研究土星，世界各國無不滿懷希望，想一窺土星的奧祕。受到去年甫結束任務的伽利略號，長期觀察木星獲得許多寶貴的第一手資料，改變了部分我們對木星的認知的影響。希望未來卡西尼號也能像前輩伽利略號一樣，對土星的探索可獲得許多珍貴而有創新的研究資料。由這次任務中，我們不僅探索土星，而要學會更多關於地球作為我們太陽系的一部分，而不是一個正被隔絕的行星。