Автоматическая межпланетная станция Кассини-Гюйгенс, Cassini-Huygens - совместный проект НАСА, Европейского и Итальянского космических агентств для исследования планеты Сатурн, его колец и спутников. Комплекс состоит из орбитальной станции «Кассини» и спускаемого аппарата с автоматической станцией «Гюйгенс», предназначенной для посадки на Титан. АМС запущена 15 октября 1997 года. Свою миссию завершила 15 сентября 2017 года. Для разгона аппарата потребовалось два года и гравитационный маневр с облетом трех планет. За время деятельности было передано 635 ГБ данных, 453 048 снимков, выполнено 162 пролёта около спутников Сатурна. Основными целями миссии являлись определение структуры и поведения колец Сатурна, а также геологической структуры и истории поверхности его спутников. АМС названа в честь итальянско-французского астронома Джованни Кассини и голландского астронома Кристиана Гюйгенса.

Конструкция АМС Кассини-Гюйгенс

15 октября 1997 года специальная ракета-носитель «Титан-4Б», с дополнительным разгонным блоком «Кентавр», стартовала с космодрома на мысе Канаверал во Флориде. Для того, чтобы разогнаться, аппарат использовал гравитационные поля трех планет Земли, Венеры и Юпитера.

26 апреля 1998 года автоматическая станция Cassini-Huygens завершила свой первый облет Венеры на расстоянии 284 км. Во время пролета научные приборы на аппарате провели поиск молний в атмосфере планеты. Также была испытана работа радиолокационного прибора для проверки сигнала, отраженного от поверхности планеты.

24 июня 1999 года аппарат завершил второй гравитационный облет Венеры, на этот раз на расстоянии 596 км, и направился к Земле.

18 августа 1999 года автоматическая станция облетела Землю. Кассини-Гюйгенс приблизился на расстояние 1171 км. Скоростью составила 69 тысяч км/час. За час и 20 минут до наибольшего приближения, Кассини приблизился на к Луне  на расстояние 377 000 км и сделал серию снимков.

23 января 2000 года Кассини, пролетая сквозь пояс астероидов сфотографировал и передал на Землю снимки астероида Мазурский. К сожалению дистанция составляла 1,6 млн км, а астероид был размерами всего 15x20 км, так что фотография составила меньше 10 на 10 пикселей.

30 декабря 2000 года космический аппарат завершил последний гравитационный разгон, пролетев на расстоянии 9852924 км от Юпитера. Здесь Кассини-Гюйгенс встретился с еще одним аппаратом - Галилео. АМС приблизилась к планете на минимальное расстояние и провела ряд научных измерений. Также зонд сделал множество цветных изображений Юпитера.

30 мая 2001 года во время перелёта от Юпитера к Сатурну, была замечена «дымка» в изображениях узкоугольной камеры Кассини.

31 декабря 2002 года аппарат прислал первое изображение окольцованной планеты и ее крупнейшего спутника Титана с расстояния 285 млн км. Все еще приближаясь к планете, Кассини наблюдал, как две штормовые системы в атмосфере Сатурна сливаются в одну, и обнаружил первые два из шести новых спутников.

10 октября 2003 года были объявлены результаты эксперимента по проверке общей теории относительности, проведённые с помощью «Кассини». Наблюдался частотный сдвиг и задержка сигнала, приходящего от аппарата, в то время находившегося по другую сторону от Солнца, в соответствии с предсказаниями теории.

11 июня 2004 года станция сблизилась с Фебой - одной из крупнейших лун Сатурна. Это была первая возможность изучить спутник с такого близкого расстояния после пролёта Вояджера-2. Первые изображения спутника показали, что он мало похож на обычный астероид. Некоторые участки сильно кратерированной поверхности были очень светлыми, предполагается, что под поверхностью находится водяной лёд.

1 июля 2004 года Кассини запустил главный двигатель в течение 96 минут и вышел на эллиптическую орбиту вокруг Сатурна, став первым космическим аппаратом, который сделал это. Таким образом, началось углубленное исследование планеты, ее колец и спутников.

8 октября 2004 года при близком прохождении возле Титана с помощью инфракрасной камеры был получен снимок образования на планете, которое по всей видимости является криовулканом. С помощью спектрометра было установлено, что в истекающих потоках не преобладает водяной лёд. По некоторым версиям купол образован прорывом азотного льда на поверхность.

25 декабря 2004 года зонд «Гюйгенс» отделился и начал своё движение к Титану.

30 декабря 2004 года камеры аппарата сделали первые фотографии крупным планом внешнего спутника Сатурна - Япет, показывая длинный горный хребет.

14 января 2005 года зонд вошел в плотную атмосферу Титана и спускался 2 часа 27 минут, в течение которых приборы Гюйгенса анализировали атмосферу и передавали изображения поверхности на Землю через Кассини. Притормозив на парашюте, зонд мягко приземлился на Титане. Это была самая дальняя посадка любого космического корабля в Солнечной системе. 

Гюйгенс продолжал передавать данные с поверхности Титана еще 72 минуты, пока Кассини не скрылся и больше не мог принимать сигналы. Зонд отправил первые фотографии, даже сумев поймать тень своего собственного парашюта, когда он медленно опускался на поверхность. Всего же Гюйгенс сделал 376 снимков во время спуска и с поверхности.

1 мая 2005 года в был обнаружен спутник S/2005 S 1 в щели Каппера, впоследствии получивший название Дафнис. Это второй спутник Сатурна, орбита которого лежит внутри колец. Также «Кассини» обнаружил спутники Анфа, Эгеон и «S/2009 S 1».

14 июля 2005 года Кассини совершил близкий облет Энцелада на расстоянии 109 миль и обнаружил, что планета на самом деле была довольно активной. Он обнаружил свидетельства ледяного вулканизма с большим облаком водяного пара на Южном полюсе Луны и теплыми трещинами на поверхности, откуда выходил водяной пар.

Кассини подтвердил, что материал, исходящий из Энцелада, является главным источником самого большого кольца Сатурна - электронного кольца. Последующие полеты эти выводы доказали и Кассини сфотографировал выход из того, что, скорее всего, является глобальным океаном жидкой воды под ледяной корой.

21 июля 2006 года на радарных изображениях, полученных были обнаружены «бассейны», заполненные жидкими углеводородами - метаном или этаном, расположенные в северном полушарии Титана. Это первый случай обнаружения существующих в настоящее время озёр вне Земли. Размеры озёр - от километра до сотен километров в поперечнике.

13 марта 2007 года руководство миссии объявило об обнаружении большого скопления «морей» в северном полушарии Титана. Одно из морей по размерам несколько больше Каспийского.

15 апреля 2008 года NASA объявило о продлении миссии на 2 года. Старт новой миссии, получившей название «Кассини Равноденствие», был запланирован на 1 июля 2008 года. Она включала 60 дополнительных облётов вокруг Сатурна, 26 сближений с Титаном, 7 с Энцеладом и по одному с Дионой, Реей и Еленой. С научной точки зрения Кассини также предстояло изучить кольца Сатурна, его магнитосферу и саму планету.

3 февраля 2010 года было объявлено о дальнейшем продлении программы до сентября 2017 года. Первоначальное название продлённой миссии было «Продлённая-продлённая миссия», но затем оно было изменено на «Кассини Солнцестояние». Продлённая миссия включала в себя 155 дополнительных витков вокруг Сатурна, 54 сближения с Титаном и 11 с Энцеладом.

19 июля 2013 года Кассини сделал серию снимков Сатурна с расстояния около 1207008 км, когда планета затмила солнце. Благодаря этому многие новые функции колец теперь были видны. На мозаичной фотографии, опубликованной публично,тусклые объекты были искусственно освещены. Кроме Земли, на снимке видны Луна, Венера, Марс и семь спутников Сатурна.

В декабре 2015 года «Кассини» начал серию орбитальных маневров, которым помогли гравитационные полеты Титана, чтобы наклонить его орбиту из экваториальной плоскости кольца Сатурна. На этих полярных орбитах Кассини прошел через внешние пределы колец Сатурна, пробуя частицы и газы в этой ранее неисследованной области.

22 апреля 2017 года космическая станция в последний раз облетела Титан и начала сближение с Сатурном по спирали между планетой и её кольцами.

15 сентября 2017 года автоматическая межпланетная станция Кассини-Гюйгенс, в 13:31:46 московского времени завершила свою миссию. совершив 22 завершающих облета межпланетную станцию направили в атмосферу планеты, в плотных слоях которого она сгорела.