راه ترقی - سیاره زحل علاوه بر داشتن حلقه‌ها و ویژگی‌های جذاب، دارای ماه‌های فراوان و متنوعی است. دو ماه تایتان و انسلادوس به دلیل ویژگی‌های منحصر‌به‌فرد و پتانسیل حیات مقصد جذابی برای پژوهشگرها هستند.

سیاره زحل دارای تعداد زیادی ماه متنوع است که از ماهواره‌هایی به قطر ده‌‌ها متر تا ماه‌های بزرگی مثل تایتان با ابعادی بزرگ‌تر از سیاره عطارد متغیر هستند. زحل دارای 82 ماه تأیید شده است که تنها 13 عدد از آن‌ها دارای قطر بیش از 50 کیلومتر هستند. تایتان برجسته‌ترین ماه زحل و دومین ماه بزرگ منظومه شمسی پس از گانیمه (ماه مشتری) است. جو این ماه مانند زمین پر از نیتروژن است و چشم‌انداز‌هایی از شبکه‌های رودخانه‌ای و دریاچه‌های هیدروکربنی را در بردارد. بیست و چهار ماه زحل از ماهواره‌های منظم هستند و مدار پیشرونده آن‌ها مایل به صفحه استوایی زحل نیست. این بیست و چهار ماه شامل هفت ماهواره اصلی، چهار ماه کوچک، دو ماه هم مدار کوچک و دو ماه دیگر هستند که مانند چوپان حلقه F زحل عمل می‌کنند. 58 ماه باقی مانده که دارای قطری متغیر از 4 تا 213 کیلومتر هستند از جمله ماه‌های نامنظم هستند که مدار آن‌ها در فاصله دورتری از زحل قرار دارد. این ماه‌ها احتمالا سیاره‌‌ی گرفتار یا بخش‌هایی از فروپاشی اجرام پس از به دام افتادن آن‌ها هستند. ماه‌های نامنظم براساس ویژگی‌های مداری به گروه‌های اینوئیت، نورس و گالیک تقسیم می‌شوند. اسامی این گروه‌ها برگرفته از اساطیر یونانی است. بزرگ‌ترین ماه نامنظم فوئب نهمین ماه زحل است که در پایان قرن نوزدهم کشف شد. حلقه‌های زحل ترکیبی از اجرام متغیر میکروسکوپی تا ماهواره‌هایی به قطر چند صدمتر هستند که هر کدام در مدار خود به دور زحل می‌چرخند.

گمان‌ می‌رود منظومه قمری زحل مشابه ماه‌های مشتری شکل گرفته باشند اما به‌طور کلی جزئیات تشکیل ماه‌های زحل نامشخص است. در 23 ژوئن 2014 ناسا از شواهدی قوی خبر داد که نشان می‌دهند نیتروژن موجود در جو تایتان از مواد ابر اوورت گرفته شده است نه از مواد زحل. گروه ماه‌ها
گرچه مرزبندی ماه‌های زحل تا اندازه‌ای مبهم است می‌توان براساس ویژگی‌های مداری آن‌ها را به ده گروه تقسیم کرد. تعداد زیادی از این ماه‌ها از جمله پن و دافنیس در سیستم حلقه زحل قرار دارند و دوره مداری آن‌ها اندکی طولانی‌تر از دوره مداری زحل است. ماه‌های داخلی و ماه‌های منظم دارای شیب متوسط مداری هستند که از یک درجه تا 1.5 درجه متغیر است. از سوی دیگر ماه‌های نامنظم در بیرونی‌ترین بخش سیستم ماه زحل به‌ویژه در گروه نورس دارای رادیان مداری میلیون‌ها کیلومتر و دوره‌های مداری چندساله هستند. ماه‌های گروه نورس همچنین در جهت مخالف چرخش زحل به دور آن می‌چرخند. ماه‌‌های بزرگ داخلی: داخلی‌ترین ماه‌های بزرگ زحل در حلقه نازک E زحل قرار دارد. این ماه‌ها عبارت‌اند از میماس، انسلادوس، تتیس، دیون. ماه‌های بزرگ خارجی: این ماه‌ها در آن سوی حلقه E قرار دارند عبارت‌اند از: ریا، تایتان، هایپریون، لاپتوس ماه‌های نامنظم
ماه‌های نامنظم ماهواره‌های کوچک با رادیان و شیب بالا هستند و گمان می‌رود در گذشته در دام جاذبه زحل گرفتار شده‌اند. اندازه دقیق این ماه‌ها هنوز مشخص نیست زیرا ابعاد آن‌ها به قدری کوچک است که به سختی با تلسکوپ قابل رصد هستند. آلکئونیدها
به سه ماه کوچک بین ماه‌های میماس و انسلادوس، آلکئونید گفته می‌شود که این نام برگرفته از اساطیر یونان است. این سه ماه عبارت‌اند از: متون، آنت و پالن. آنت و متون دارای قوس حلقوی بسیار رقیقی در مدار خود هستند درحالی‌که پالن دارای یک حلقه رقیق کامل است. از میان این ماه‌ها تنها از متون از فاصله‌ای نسبتا نزدیک عکسبرداری شد. این ماه تخم مرغی شکل دارای تعداد کمی دهانه برخوردی است. مروری بر تایتان و انسلادوس
تایتان و انسلادوس دو ماه برجسته زحل هستند که به واسطه داده‌های کاوشگر کاسینی هویگنس و پتانسیل حیات در سال‌های گذشته مورد توجه قرار گرفتند و مأموریت‌هایی برای سفر به این دو ماه اسرارآمیز طراحی شدند. تایتان
تایتان بزرگ‌ترین ماه زحل و دومین ماه بزرگ منظومه شمسی (پس از گانیمه قمر مشتری) است. تایتان تنها ماه منظومه شمسی با اتمسفر سیاره‌مانند متراکم و ابری است. دانشمندان معتقدند شرایط تایتان مشابه شرایط اولیه در زمین است اما تنها تفاوت آن در فاصله نزدیک‌تر زمین به خورشید و گرمای بیشتر آن است. از بسیاری لحاظ تایتان بیشترین شباهت را به زمین دارد. قطر تایتان به 2575 کیلومتر می‌رسد که تقریبا 50 درصد عریض‌تر از ماه زمین است. فاصله تایتان از زحل نزدیک به 1/2 میلیون کیلومتر و نسبت به خورشید 1.4 میلیارد کیلومتر یا 9.5 واحد نجومی است. یک واحد نجومی به فاصله زمین تا خورشید گفته می‌شود. تقریبا 80 دقیقه طول می‌کشد تا نور خورشید به تایتان برسد به دلیل این فاصله نور خورشید تقریبا 100 برابر کم سو‌تر از نور خورشید روی زمین است. تقریبا 15 روز و 22 ساعت طول می‌کشد تا تایتان یک مدار زحلی را کامل کند. تایتان نسبت به زحل دارای قفل جزر و مدی است به این معنی که مانند ماه زمین همیشه یک سمت آن از زحل دیده می‌شود. تقریبا 29 سال زمینی طول می‌کشد تا زحل مدار خورشید را کامل کند (سال زحلی) و محور چرخش زحل مانند زمین دارای انحراف است که باعث ایجاد فصل در این سیاره می‌شود؛ اما فصل‌های زحل طولانی‌تر هستند و معمولا هر کدام نزدیک به هفت سال زمینی طول می‌کشند. از آنجا که مدار تایتان در راستای صفحه استوایی زحل قرار دارد و انحراف تایتان نسبت به خورشید تقریبا مشابه زحل است، فصل‌های این ماه هم مانند زحل هستند یعنی تقریبا هر فصل تایتان هفت سال زمینی و یک سال آن برابر با 29 سال زمینی است.

وجود متان و نیتروژن در جو تایتان باعث ایجاد ابرهای نارنجی رنگ می‌شود پتانسیل حیات
اندازه‌گیری‌های گرانشی متعدد فضاپیمای کاسینی از تایتان نشان می‌دهند این ماه دارای اقیانوسی زیرزمینی از آب مایع است که احتمالا با نمک و آمونیاک ترکیب شده است. کاوشگر هویگنس آژانس فضایی اروپا همچنین در سال 2005 به اندازه‌گیری سیگنال‌های رادیویی سطح این ماه پرداخت که نشان‌دهنده اقیانوس‌هایی در عمق 55 تا 80 کیلومتری زیر سطح یخی تایتان هستند. کشف اقیانوس سراسری آب مایع هم تایتان را در گروه ماه‌هایی از منظومه شمسی قرار می‌دهد که از پتانسیل حیات برخوردار هستند. علاوه بر این رودخانه‌ها، دریاچه‌ها و دریاهای متان و اتان مایع سطح تایتان می‌توانند به‌عنوان محیطی سکونت‌پذیر در سطح این ماه عمل کنند گرچه هرگونه حیات احتمالی روی این ماه با حیات زمینی متفاوت خواهد بود؛ بنابراین تایتان می‌تواند میزبان زیستگاه و شرایط مناسب برای حیات از جمله حیاتی که می‌شناسیم (در اقیانوس زیرسطحی) و حیاتی که نمی‌شناسیم (در مایعات هیدروکربنی سطحی)‌باشد. گرچه هنوز شواهدی از حیات روی سطح تایتان کشف نشده‌اند، ماهیت شیمیایی پیچیده و منحصر‌به‌فرد این ماه از یافته‌های قطعی هستند که آن را به مقصدی ایده‌آل برای کاوش‌ها تبدیل می‌کنند. انسلادوس
تعداد کمی از ماه‌های منظومه شمسی به اندازه انسلادوس جذاب هستند. تصور می‌شود برخی از این ماه‌ها از اقیانوس‌های آب مایع زیر پوسته منجمد خود برخورداراند اما یکی از ویژگی‌های منحصر‌به‌فرد انسلادوس آب‌فشان‌های آن هستند. براساس نمونه‌های به دست آمده از کاوش‌های فضایی، انسلادوس دارای بیشترین مواد اولیه شیمیایی لازم برای حیات است و احتمالا از آبراه‌های هیدروترمال یا آب گرمایی برخوردار است که آب داغ معدنی را از اقیانوس‌های زیر سطح به بیرون منتقل می‌کنند. انسلادوس که از نظر وسعت هم‌اندازه با ایالت آریزونا است، سفیدترین و انعکاسی‌ترین سطح را در منظومه شمسی دارد. این ماه از سیستم حلقه برخوردار است و قطعات یخ را به داخل مدار خود در فضا منتشر می‌کند این قطعات حلقه E زحل را تشکیل می‌دهند. نام انسلادوس از اساطیر یونانی گرفته شده است. تصاویر فضاپیمای وویجر در دهه 1980 نشان می‌دهند این ماه با وجود کوچکی (قطر تقریبی 500 کیلومتری) دارای سطح یخی نسبتا همواری در برخی نقاط است و درخشندگی بالایی دارد. در واقع انسلادوس یکی از انعکاسی‌ترین بدنه‌های منظومه شمسی است که سال‌ها دانشمندان دلیل آن را نمی‌دانستند. از آنجا که انسلادوس بخش زیادی از نور خورشید را منعکس می‌کند دمای سطحی آن به‌شدت پائین است وبه منفی 201 درجه سانتی‌گراد می‌رسد. انسلادوس در فاصله 238 هزار کیلومتری از زحل بین مدار دو ماه دیگر میماس و تتیس قرار دارد. این ماه نسبت به زحل دارای قفل جزر و مدی است و در متراکم‌ترین بخش حلقه E زحل تقریبا 32.9 ساعت طول می‌کشد تا یک مدار را کامل کند.

سفر به زحل: ارباب حلقه‌های منظومه شمسی سیاره زحل؛ پادشاه جدید قمر در منظومه شمسی
فضاپیمای کاسینی ناسا در سال 2005، ذرات یخ آب و گاز منتشرشده از سطح انسلادوس با سرعت تقریبی 400 متر بر ثانیه را آشکار کرد. به نظر می‌رسد این فوران‌ها پیوسته هستند و هاله‌ای عظیم از غبار یخی را در اطراف انسلادوس به وجود آورده‌اند که مواد حلقه E زحل را شکل می‌دهند. تنها بخش کوچکی از این مواد وارد حلقه می‌شوند و بخش زیادی از آن‌ها به شکل برف روی سطح انسلادوس فرود می‌آیند. به همین دلیل این ماه از سطح سفید و درخشانی برخوردار است. آبفشان‌های انسلادوس از شکاف‌های نسبتا گرمی در پوسته آن سرچشمه می‌گیرند که دانشمندان به آن‌ها نوارهای ببری می‌گویند. گاز‌های متعددی مثل بخار آب، کربن دی‌اکسید، متان و شاید اندکی آمونیاک و کربن مونوکسید و نیتروژن همراه‌با نمک و سیلیکا پوشش گازی کانال‌های آبفشان انسلادوس را تشکیل می‌دهند. تراکم مواد زیستی در آبفشان‌ها بیست برابر بیشتر از انتظار دانشمندان است. دانشمندان براساس اندازه‌گیری‌های اثر داپلر و دامنه لرزش بسیار اندک انسلادوس در حین چرخش آن به دور به اقیانوس سراسری زیر سطح این ماه پی بردند. آن‌ها معتقدند ضخامت پوسته یخی انسلادوس در قطب جنوب آن نزدیک به 1 تا 5 کیلومتر است. ضخامت میانگین سراسر پوسته بین 20 تا 25 کیلومتر است. از آنجا که اقیانوس انسلادوس از یخفشان برخوردار است و یخ‌فشان‌ها حلقه E زحل را تشکیل می‌دهند، بررسی حلقه E می‌تواند به‌معنی بررسی اقیانوس انسلادوس باشد. بخش زیادی از حلقه E را قطعات یخی تشکیل می‌دهند اما در میان آن‌ها می‌توان ذرات بسیار کوچک سیلیکا را هم پیدا کرد. این ذرات هنگامی به وجود می‌آیند که آب مایع و سنگ در دماهای بالای 90 درجه سانتی‌گراد با یکدیگر واکنش دهند. این نشانه دیگری از وجود کانال‌های گرم آبی زیر پوسته یخی انسلادوس است که بی‌شباهت به کانال‌های گرم آبی اقیانوس‌های زمین نیست. انسلادوس با ویژگی‌هایی مثل اقیانوس سراسری، شیمی منحصربه‌فرد و گرمای داخلی یکی از کاندیدهای اصلی حیات در منظومه شمسی است.

اولین ماه زحل در سال 1655 کشف شد. در طی دویست سال پس از کشف اولین ماه، هفت ماه بزرگ دیگر رصد شدند. ستاره‌شناسان تا سال 1997 موفق به کشف 18 ماه در مدار این سیاره شدند. مأموریت کاسینی ناسا و پیشرفت‌ تلسکوپ‌های زمینی امکان کشف دیگر قمرهای زحل را داد. سر جان هرشل، ستاره‌شناس بریتانیایی در سال 1847 پیشنهاد داد قمرهای زحل براساس اساطیر یونانی نام‌گذاری شوند. با آغاز عصر فضا ویژگی‌های بیشتری از قمرهای زحل به دست آمدند. کاوشگرهای بدون سرنشین بررسی سیاره‌های خارجی را متحول کردند. فضاپیمای وویجر در سال‌های 1980 تا 1981 به زحل رسید و سه ماه آن به نام‌های اطلس، پرومتئوس و پاندورا را کشف کرد. تعداد ماه‌های زحل تا آن زمان به 17 عدد می‌رسید. در سال 1990 هم ماه پن در تصاویر آرشیوی وویجر کشف شد. فضاپیمای کاسینی که در تابستان 2004 به زحل رسید، سه ماه داخلی دیگر زحل را کشف کرد. دانشمندان کاسینی در نوامبر 2004 اعلام کردند که ماه‌های بیشتری در ساختار حلقه‌های زحل وجود دارند گرچه تنها یکی از آن‌ها به نام دافینس در آن زمان تأیید شد. در سال 2007 ماه آنته کشف شد و در سال 2008 مشاهدات کاسینی از الکترون‌های پرانرژی ماه ریا در نزدیکی مغناطیس کره زحل خبر دادند که نشان‌دهنده سیستم حلقوی در اطراف دومین ماه بزرگ زحل بود. در مارس 2009، ماهواره اگئون در حلقه G زحل کشف شد. در جولای همان سال S/2009 S1 اولین ماهواره حلقه B رصد شد. در آوریل 2014 ماه جدیدی در حلقه A گزارش شد. نمای دیون، چهارمین ماه بزرگ زحل در کنار تایتان بزرگ‌ترین ماه زحل از فضاپیمای کاسینی
">

">

">

">

">

">

">

">

تصاویری از ماه‌های زحل فضاپیمای کاسینی هویگنس در اول جولای 2004، مانور SOI (ورود به مدار زحل) را آغاز کرد و وارد مدار زحل شد. کاسینی قبل از SOI به شکلی گسترده به بررسی منظومه زحلی پرداخته بود. این کاوشگر در ژوئن 2004 از کنار ماه فوئب عبور کرده بود و داده‌های باکیفیتی را ارسال کرد. کاسینی همچنین دو بار بر سطح تایتان به پرواز درآمد و در 25 دسامبر 2004 کاوشگر هویگنس به سطح این قمر ارسال شد. هویگنس در 14 ژانویه 2005 روی سطح تایتان فرود آمد و مجموعه‌ای از داده‌ها را به زمین ارسال کرد. در سال 2005 کاسینی چندین بار از کنار تایتان و دیگر ماه‌های یخی زحل عبور کرد. براساس گزارش ناسا در 10 مارس 200، کاوشگر کاسینی شواهدی از مخازن آب مایع را در یخ‌فشان‌ها و آبفشان‌های انسلادوس، ماه زحل کشف کرد. در جولای 2005، کاسینی اولین شواهد دریاچه‌های هیدروکربنی را در نزدیکی قطب شمال تایتان کشف کرد که بعدها این شواهد در ژانویه 2007 تأیید شدند. در مارس 2007 شواهد بیشتری از دریاهای هیدروکربنی قطب شمال تایتان به دست آمدند که بزرگ‌ترین آن هم‌اندازه با دریای خزر است. کاسینی در سال 2009، چهار قمر جدید را کشف کرد. مأموریت‌های کاسینی در سپتامبر 2017 پس از برخورد عمدی با جو زحل به پایان رسید. مأموریت‌های آینده
مأموریت‌های آینده زحل به بررسی دو ماه اقیانوسی آن یعنی تایتان و انسلادوس اختصاص خواهند یافت. اگر همه چیز طبق برنامه پیش برود کاوشگر رباتیک دراگن فلای ناسا در سال 2026 پرتاب خواهد شد و تا سال 2034 به تایتان خواهد رسید. هدف این کاوشگر بررسی موقعیت‌های متعددی در سطح تایتان است. دراگن فلای اولین سطح‌نشین پهپادی است که می‌تواند در جو ضخیم تایتان پرواز کند. ابزار این کاوشگر به ارزیابی آثار شیمیایی و زیستی، حیات گذشته و فعلی احتمالی در تایتان کمک می‌کنند. این کاوشگر همچنین به بررسی تپه‌های شنی تایتان و مواد زیستی آن خواهد پرداخت. به‌طور کلی دراگن فلای به بررسی جو، ویژگی‌های سطحی، اقیانوس‌های زیر سطحی و مایعات سطحی تایتان خواهد پرداخت. انسلادوس پس از تایتان هدف بعدی پژوهش‌های منظومه زحلی است. اکتشافات کاسینی از این ماه نظر بسیاری را به آن جلب کرد و طرح‌های متعددی برای کاوش در انسلادوس پیشنهاد شد اما هیچ‌کدام نهایی نشدند. در سپتامبر 2018 ناسا با همکاری برنامه Breakthrough Initiative توافق‌نامه‌ای را برای فاز اولیه مأموریت انسلادوس پیشنهاد کردند. این فضاپیما کم وزن و کم هزینه خواهد بود و به بررسی یخ‌فشان‌ها و نمونه‌برداری از آن‌ها خواهد پرداخت.