Cassini-Huygens, Yhdysvaltain ja Euroopan avaruusoperaatio Saturnukseen, käynnistetty 15. lokakuuta 1997. Operaatio koostui Yhdysvaltain kansallisen ilmailu- ja avaruushallinnon ( NASA: n) Cassini-kiertorata, joka oli ensimmäinen avaruuskoetin Saturnuksen kiertoradalla, ja Euroopan avaruusjärjestön Huygens-koetin, joka laskeutui Titanille, Saturnuksen suurimmalle kuulle. Cassini nimettiin ranskalaisen tähtitieteilijän Gian Domenico Cassinin nimeksi, joka löysi neljä Saturnuksen kuuta ja Cassini-divisioonan, suuren aukon Saturnuksen renkaissa. Huygens nimettiin hollantilaisen tiedemiehen Christiaan Huygensin nimiin, joka löysi Saturnuksen renkaat ja Titanin.
Cassini-Huygens oli yksi suurimmista planeettojenvälisistä avaruusaluksista. Cassinin kiertorata painoi 2125 kg (4685 kiloa) ja oli 6,7 metriä pitkä ja 4 metriä leveä. Cassinin laitteisiin sisältyi tutka Titanin pilvipinnan peittämiseksi ja magnetometri Saturnuksen magneettikentän tutkimiseen. Levyn muotoinen Huygens-koetin asennettiin Cassinin sivulle. Se painoi 349 kg (769 paunaa), oli 2,7 metriä (8,9 jalkaa) ja kuljetti kuutta instrumenttia, jotka on suunniteltu tutkimaan Titanin ilmakehää ja pintaa.
Cassini otti sähkövoimansa lämmön aiheuttamasta lämmöstä. 33 kg: n (73 paunaa) plutoniumin hajoaminen, suurin avaruuteen koskaan laukaistun radioaktiivisen elementin määrä. Mielenosoittajat olivat väittäneet, että laukaisun aikana tapahtunut onnettomuus tai Cassinin maapallon lentäminen saattaisi altistaa maapallon väestön haitalliselle plutoniumpölylle ja yritti estää laukaisun mielenosoituksilla ja oikeusjutuilla, mutta NASA vastusti, että plutoniumia ympäröivät kassit olivat riittävän kestäviä selviytyäkseen kaikista vahinko. Cassini-Huygens lensi Venuksen ohi painovoiman avustamiseksi huhtikuussa 1998 ja teki saman maan ja Jupiterin kanssa elokuussa 1999 ja joulukuussa 2000. Maan lennon aikana Cassinin spektrometri havaitsi vettä Kuun pinnalla; näitä tietoja käytettiin myöhemmin vuonna 2009 vahvistamaan intialaisen koettimen Chandrayaan-1: n havainnot pienistä vesimääristä kuun pinnalla.
Cassini-Huygens saapui Saturnuksen kiertoradalle 1. heinäkuuta 2004. Huygens vapautettiin 25. joulukuuta 2004 ja laskeutui Titanilla 14. tammikuuta 2005 – ensimmäinen laskeutuminen mihin tahansa taivaankappaleeseen Marsin ulkopuolella. Tiedot, jotka Huygens välitti viimeisen laskeutumisensa aikana ja 72 minuutin ajan maasta, sisälsi 350 kuvaa, joista kävi ilmi eroosio-ominaisuuksinen rantaviiva ja jokisuisto. , yhtä radiokanavaa satelliitissa ei ollut kytketty päälle, ja Huygensin laskeutumisen aikana kohtaamia tuulia koskevia tietoja menetettiin.
Cassini jatkoi Saturnuksen kiertorataa ja suoritti monia Saturnuksen kuun lentoja. Erityisen jännittävä löytö tehtävänsä aikana oli vesijään ja orgaanisten molekyylien geysirien löytäminen Enceladuksen etelänavalle. , joka purkautuu maanalaisesta valtamerestä, joka voi olla mahdollinen elinympäristö. Cassinin tutka kartoitti suuren osan Titanin pinnasta ja löysi suuria nestemäisen metaanin järviä. Cassini löysi myös kuusi uutta kuuta ja kaksi uutta Saturnuksen rengasta. Heinäkuussa 2008 Cassinin tehtävä jatkettiin vuoteen 2010 ja helmikuussa 2010 sitä jatkettiin vielä seitsemällä vuodella.
Huhtikuusta 2017 lähtien Cassinin kiertorata muuttui läheisessä kohtaamisessa Titanin kanssa niin, että se kulki Saturnuksen sisimmän renkaan sisäpuolelta 3800 etäisyydellä km (2400 mailia) planeetalta. 23 tällaisen ”proksimaalisen” kiertoradan jälkeen viimeinen kohtaaminen Titanin kanssa muutti Cassinin kiertorataa siten, että 15. syyskuuta 2017 se päätti tehtävänsä uppoutumalla Saturnukseen, mikä antoi Cassinille mahdollisuuden maistella Saturnuksen ilmakehää suoraan ja välttää mahdollisia tulevia Enceladuksen ja Titan.