在卡西尼號拜訪土星之前，人類對土星的認識全部來自飛掠探測器先驅者11號和旅行者1號與2號，它們分別在1979年9月、1980年11月以及1981年8月高速掠過土星，而且旅行者1號還專門變軌探測了科學最感興趣的土衞六，因為科學家在土星的第六顆衞星上發現了濃厚的大氣層！
這是太陽系中第一顆擁有大氣層的衞星，而且表面還可能存在液體，但旅行者所載設備無法透過厚厚的大氣層探測其表面，因此在旅行者1號和2號相繼飛掠後，NASA新的土星新的環繞探測計劃也提上了枱面，原本科學家認為會在土衞六或者土星上有一個突破性的發現，但事實上也確實有很多無比震驚的新認知，而且還有一個始料未及的發現，直接顛覆了科學家對行星和衞星的形成理論。
卡西尼-惠更斯探測器
卡西尼-惠更斯探測器是唯一進入土星環繞軌道的探測器，它距離太陽已經非常遙遠，土星與地球最近時理論單程通訊時間都需要1.26個小時！而卡西尼-惠更斯探測器一次旅程，有兩個重大任務，其一是卡西尼號探測器環繞土星探測，其二則是惠更斯探測器在土衞六上登陸！別的不説，這土衞六登陸任務實在太讓人激動了，因為這顆衞星不僅有大氣層，表面還有液態碳氫湖泊，那麼會不會有能動的東西在上面呢？
1997年10月15日泰坦VB/半人馬將卡西尼-惠更斯探測器送入太空，7年之後的2004年7月1日進入環繞土星的軌道，其實探測器前往土星的軌道是怪異的，它兩度經過金星、一次經過地球進行引力彈弓加速，最後在木星最後一下的助力下，一鼓作氣前往土星！
2004年12月25日，惠更斯號與卡西尼號分離，並且在2005年1月14日成功降落土衞六，惠更斯號探測器重約319千克，外觀有點像一個放大的老款帶粉底盒的化妝鏡，底部是一個防熱盾，因為土衞六大氣濃密程度是地球的2倍。惠更斯以6千米/秒的速度衝入土衞六大氣層！
距離地表190千米時，防熱盾與主體分離，到達170千米時速度降低到0.4千米/秒（超音速），之後打開三個降落傘，然後再慢悠悠的降落土衞六泰坦表面，總共耗時約2個半小時，為什麼要安排如此漫長的降落時間？
惠更斯的魚眼鏡頭拍攝，從6千米（左上角）到200米（右下角）
那是因為土衞六的大氣層是一個絕不可錯過的探測對象，惠更斯探測器取得了大量的大氣層數據，包括成分、氣壓以及風速等，並且在土衞六上幾百米處時打開了巨大的探照燈，拍攝了土衞六表面的物體照片，這些數據通過卡西尼號的中繼，傳送到了地球！非常可惜的是惠更斯號在土衞六表面只“存活”了大約90分鐘，據資料時因為電力耗盡而終止工作！
紅十字標誌着'惠更斯'的着陸點。右邊的明亮區域是上都地區
環繞探測的卡西尼號
惠更斯號穿越土衞六大氣層取得的數據滿足了科學家們的好奇心，而後續土衞六是否存在生命仍然是個謎，因為短命的惠更斯號只在表面工作了90分鐘，想要了解更多，只能下次再安排探測任務了，因此科學家將重心轉移到了卡西尼的環繞探測上來！
2004年7月1日，卡西尼號經過F環和G環之間的空隙進入了環繞土星的觀測，第二天它就獲得了有史以來最為清晰的土星照片！2005年卡西尼號接近觀測土衞二，檢測到了土衞二的冰晶噴射活動，證實土衞二是第第四顆存在火山活動的天體！
土衞二噴發的羽狀物
2006年7月，科學家在卡西尼號雷達回波中發現土衞六北半球區域存在巨大的碳氫化合物湖泊，這是科學家第一次在地球外發現湖泊！大小估計超過100千米，JPL估計土衞六存在的湖泊系可能比北美洲的五大湖還要更大一些。
同年11月，卡西尼的相機記錄到了土星北極一個巨大的六角形風暴，這個神奇的風暴非常疑似人工，但科學家經過模擬後，發現在天然條件下確實有可能形成！
2013年7月19日，卡西尼號在距離地球約15億千米由高清晰度照相機拍攝了由土星迴望地球照片。
卡西尼號驚人發現，顛覆科學家認知
2008年2月29日，《科學》期刊上發表了一篇論文，是關於土衞五衞星環的發現與成因的論述！2005年11月26日，卡西尼號探測器飛越土星第二大衞星瑞亞”（Rhea）（土衞五）時發現了一個非常奇特的現象！
此時位置極佳，太陽光被土衞五遮擋，卡西尼號的磁層成像儀器（MIMI）記錄了整個過程，MIMI發現土衞五附近的帶電粒子流被看不到的物質給阻礙了，JPL的科學家對這些數據的詳細分析後表明，這些看不見的東西是一個稀疏的碎石塵埃盤，它環繞土衞五的赤道運行，就像土星環一樣！
為什麼衞星環能顛覆科學家認知？
其實要理解這個事情也挺簡單，為什麼太陽系行星系統中，從內到外，衞星的數量從水星和金星的0到地球1顆，火星2顆，木星和土星幾十上百顆？這是因為行星太靠近恆星，其引力會干擾到衞星的穩定運行，會被逐漸剝離，因此這就是金星和水星無法形成衞星的原因！
同理在土星的衞星系統中，土衞五在土衞六之前，距離土星約52.7萬千米，理論上這裏的衞星幾乎就不可能存在自己的衞星系統，當然環也是大量的碎片構成，同樣被被母星的引力干擾，無法形成衞星或者衞星環，因此土衞五衞星環的出現，結結實實的打了科學家的衞星形成理論一記耳光！
衞星環是怎麼形成的？
科學家推測這是一顆小型天體落入了土衞五的洛希極限而被撕碎，因為根據JPL科學家的分析，土衞五的環有三層，上面的物質大小不超過1米直徑，因此更具體的資料需要安排一次抵近觀察，但對於卡西尼來説這樣的機會非常不容易，所以到現在為止還麼有取得更詳細的數據。
卡西尼撞入土星大氣層
卡西尼到達土星後兩次延展任務，一直延續到2017年4月，其實到此時探測器狀態還非常不錯，但由於調整軌道的燃料即將耗盡，從2016年11月30日起，任務就進入了最後階段，並且逐步安排通過土星環的內圈，探測從未接觸過的區域！
為避免卡西尼號對土星衞星系統造成可能的污染（卡西尼號上可能存在微生物），NASA決定讓卡西尼墜入土星大氣層，2017年9月15日，卡西尼撞入了土星大氣層，並且在徹底燒燬之前，向地球傳回了關於土星大氣層的最後資料！
卡西尼的最後軌道
卡西尼徹底隕落星辰，它為時19年的任務歷程中取得的數據，人類將永遠記錄於史冊！