La nave Cassini-Huygens despegó el 15 de octubre de 1997 de la estación de Cabo Cañaveral por medio de un cohete Titan IV/B de dos etapas.
La misión se compone de la nave Cassini y de la sonda Huygens. Está previsto que el orbitador Cassini sobrevuele Saturno y sus lunas durante 4 años, y que la sonda Huygens penetre en la atmósfera de Titán y aterrice en su superficie. La misión Cassini-Huygens es fruto de la colaboración entre tres agencias espaciales. Diecisiete países han contribuido a su desarrollo. El orbitador Cassini fue construido por la NASA/JPL. La sonda Huygens la realizó la ESA, mientras que la Agencia Espacial Italiana se encargó de proporcionar la antena de comunicación de alta ganancia de la Cassini.
- Determinar la estructura tridimensional y el comportamiento dinámico de los anillos de Saturno
- Determinar la composición de la superficie de los satélites y la historia geológica de cada objeto
- Determinar la naturaleza y el origen del material oscuro de la superficie de Jápeto
- Medir la estructura tridimensional y el comportamiento dinámico de la magnetosfera
- Estudiar el comportamiento dinámico de la atmósfera de Saturno
- Estudiar la variabilidad atmosférica de Titán
- Realizar la cartografía detallada de la superficie de Titán
La nave Cassini es la nave más sencilla pero más grande jamás construida. Únicamente las dos naves del proyecto Phobos enviadas a Marte por la Unión Soviética eran más pesadas. Contiene 1630 circuitos interconectados, 22 000 conexiones por cable, y más de 14 kilómetros de cableado. Su cuerpo principal consistía en un cilindro y un decágono como estructura principal. La nave mide más de 6,8 metros de longitud y más de 4 metros de diámetro. En la parte superior se montó una gran antena parabólica de 4 metros de diámetro. La nave tiene 3 módulos: Un módulo de equipamiento menor, que contiene los equipos electrónicos, un módulo de propulsión que contiene los sistemas de propulsión y un módulo de equipamiento inferior que contiene los RTG, las ruedas de reacción, motores, etc. En un lado del cilindro lleva los instrumentos ópticos, el magnetómetro montado en un brazo de 11 m, y otros instrumentos científicos. La masa de la nave es de 3867 kg, de los cuales 2125 kg es de propelente y de los instrumentos 687 kg. La electricidad es obtenida por 3 generadores termoeléctricos radioisótopos(RTG), cada uno usa 10,9 kg de plutonio 238,que convierte el calor en electricidad. Cada uno generaba 300 vatios de electricidad a una tensión de 30 Voltios. Los RTG's alimenta todos los equipamientos de la nave de manera continua. Tras 11 años la electricidad se reducirá a 210 vatios. El cableado en la nave son para interconexiones de uno a otros equipos y transferencias, y sólo transfieren señales eléctricas.