太阳系中共有9颗大行星，距太阳由近及远，土星属于第6颗。土星周围有17颗天然卫星绕其飞行，其“腰部”缠绕着一圈绚丽多彩的光环──土星环。此外，土星上还保留着大量太阳系形成时的原始物质。这一切，给土星蒙上了一层神秘的面纱。探测土星，研究土星及其卫星，不仅有助于人类了解太阳系形成、发展的历史，对于研究地球自身大气的进化也有重要的意义。
1969年，“阿波罗”登月计划的成功，标志着航天时代的到来，为外星探测展示了光明的前景。其后，人类相继地发射了木星探测器──“伽利略”和火星探测器──“探路者”。土星附近，也先后有过“先驱者－11”、“旅行者－1、2”等“观光客”，但它们都是匆匆而来，未作多久的停留便飘然而逝，执行其他的太空探测任务去了。土星的真面目，一直是人类的一个千古谜团。
揭秘的千载良机终于来了。1997年10月15日，美国航空航天局发射了价值连城的大型土星探测器――“卡西尼”（图1）。从此，一场费时7年、跨越32亿千米漫漫长路、轰轰烈烈的土星探测活动拉开了帷幕。此次探测计划耗资巨大，从1990年“卡西尼”开始研制，至2008年使用期满，总开支将高达32亿美元。图1 “卡西尼”号土星探测器
土星探测器“卡西尼”的外形非常庞大，由轨道器和子探测器（“惠更斯”）组成。其中，轨道器上载有12台科学探测仪器，“惠更斯”携带6台科学仪器。“卡西尼”的总质量超过5700千克，是往昔的“旅行者”探测器的数倍。如此庞然大物，即使当前全球推力最大的商用火箭――“大力神－4B”，也无法使其加速至可以直飞土星的速度。“卡西尼”要到达土星，中间需要多次借力飞行，即借助星际（如金星、木星等）引力来完成这次太空“长征”。
土星的大气呈带状、成分复杂，美丽的土星环奇妙莫测，颇具研究价值。土星的卫星中，最大的一颗――土卫三（“泰坦”），是太阳系中除地球之外带有稠密氮气大气层的唯一天体；土卫八是土卫星中最别致的一颗，它一半黑、一半亮，中间有一条神奇的分界线；土卫二是唯一未遭受陨石撞击的卫星。诸多土卫星，也是此次探测的重要目标。
“卡西尼”轨道器所载仪器包括光学遥感器、无线电遥感器、原位测量仪和遥控测量仪等。预计“卡西尼”将于2004年7月10日左右到达土星上空，届时探测器上的发动机点火，使轨道器进入土星轨道，轨道器的设计使用寿命4年，将绕土星飞行约60圈。
“泰坦”是土卫星探测的焦点，“惠更斯”就是专为探测“泰坦”而研制的。“惠更斯”形似飞碟，将于2004年11月15日从“卡西尼”上被释放，并于同年12月16日进入“泰坦”的轨道。由于科学家推测“泰坦”上有富含有机物的海洋，与地球的原始状态特别相似，从而对“泰坦”的探测、研究，对于人类揭示地球生命的诞生之谜，将起极大的推动作用。