Podstawowe dane astronomiczne

Saturn krąży wokół Słońca w średniej odległości 1 427 000 000 km (887 milionów mil ). Jego najbliższa odległość do Ziemi wynosi około 1,2 miliarda km (746 milionów mil), a kąt fazowy – kąt, jaki tworzy ze Słońcem i Ziemią – nigdy nie przekracza około 6 °. Saturn widziany z sąsiedztwa Ziemi zawsze wydaje się więc prawie w pełni oświetlony. Tylko sondy kosmiczne mogą zapewniać widoki z boku i pod światło.

Podobnie jak Jowisz i większość innych planet, Saturn ma regularną orbitę – to znaczy jego ruch wokół Słońca jest postępowy (w tym samym kierunku, w którym Słońce obraca się) i ma małą ekscentryczność (niekolistość) i nachylenie do ekliptyki, płaszczyzny orbity Ziemi. Jednak w przeciwieństwie do Jowisza oś obrotu Saturna jest znacznie nachylona – o 26,7 ° – w stosunku do płaszczyzny orbity. To nachylenie określa sezony Saturna, tak jak na Ziemi, ale każda pora roku trwa dłużej niż siedem lat. Innym rezultatem jest to, że pierścienie Saturna, które leżą w płaszczyźnie jego równika, są przedstawiane obserwatorom na Ziemi pod kątem otwarcia od 0 ° (krawędź) do prawie 30 °. Widok pierścieni Saturna cyklicznie w okresie 30 lat. Obserwatorzy z Ziemi mogą obserwować nasłonecznioną północną stronę pierścieni przez około 15 lat, a następnie, w analogicznym ujęciu, nasłonecznioną stronę południową przez następne 15 lat. W krótkich odstępach czasu, gdy Ziemia przecina płaszczyznę pierścienia, pierścienie są prawie niewidoczne.

Okres rotacji Saturna był bardzo trudny do określenia. Ruchy chmur w jej masywnej górnej atmosferze wyznaczają różne okresy, które są tak krótkie, jak około 10 godzin i 10 minut w pobliżu równika i zwiększają się z pewnymi oscylacjami do około 30 minut dłużej na szerokościach powyżej 40 °. Naukowcy podjęli próbę określenia okresu rotacji głębokiego wnętrza Saturna na podstawie jego pola magnetycznego, które, jak się przypuszcza, jest zakorzenione w zewnętrznym metaliczno-wodorowym jądrze planety. Jednak bezpośredni pomiar rotacji pola był trudny, ponieważ pole jest wysoce symetryczne wokół osi obrotu. W czasie spotkań Voyagera wybuchy radiowe z Saturna, najwyraźniej związane z małymi nieregularnościami w polu magnetycznym, wykazały okres 10 godzin 39,4 minut; za tę wartość przyjęto okres rotacji pola magnetycznego. Pomiary wykonane 25 lat później przez sondę Cassini wykazały, że pole wiruje z okresem dłuższym o 6–7 minut. Uważano, że wiatr słoneczny jest odpowiedzialny za część różnicy między tymi dwoma pomiarami okresu rotacji. Dopiero gdy Cassini wleciała w pierścienie Saturna na swoich końcowych orbitach, został dokładnie zmierzony okres rotacji. Porównując fale obserwowane w pierścieniach z niewielkimi zmianami pola grawitacyjnego Saturna, określono okres rotacji planety na 10 godzin 33 minuty 38 sekund. Różnice czasowe między okresami rotacji chmur Saturna i jego wnętrza zostały wykorzystane do oszacowania prędkości wiatru (patrz poniżej Atmosfera).

Ponieważ cztery olbrzymie planety nie mają stałej powierzchni w swoich zewnętrznych warstwach, Zgodnie z konwencją wartości promienia i grawitacji tych planet są obliczane na poziomie, przy którym wywierany jest jeden bar ciśnienia atmosferycznego. Według tej miary, równikowa średnica Saturna wynosi 120 536 km (74 898 mil). Dla porównania, jego polarna średnica wynosi tylko 108 728 km (67560 mil), czyli 10 procent mniej, co sprawia, że Saturn jest najbardziej spłaszczonym (spłaszczonym na biegunach) ze wszystkich planet Układu Słonecznego. Jej spłaszczony kształt jest widoczny nawet w małym teleskopie. Mimo że Saturn obraca się nieco wolniej niż Jowisz, jest bardziej spłaszczony, ponieważ jego przyspieszenie obrotowe eliminuje większą część grawitacji planety na równiku. Grawitacja równikowa planety, wynosząca 896 cm (29,4 stopy) na sekundę na sekundę, to tylko 74 procent jej polarnej grawitacji. Saturn jest 95 razy masywniejszy od Ziemi, ale zajmuje objętość 766 razy większą. Jego średnia gęstość, wynosząca 0,69 grama na cm sześcienny, stanowi zatem tylko około 12 procent ziemskiej. Równikowa prędkość ucieczki Saturna – prędkość potrzebna obiektowi, który zawiera pojedyncze atomy i cząsteczki, aby uciec przed grawitacyjnym przyciąganiem planety na równiku bez konieczności dalszego przyspieszania – wynosi prawie 36 km na sekundę (80 000 mil na godzinę) w jednym -bar, w porównaniu z 11,2 km na sekundę (25 000 mil na godzinę) dla Ziemi. Ta wysoka wartość wskazuje, że od czasu powstania Saturna nie nastąpiła znacząca utrata atmosfery. Dodatkowe dane orbitalne i fizyczne znajdują się w tabeli.