Date astronomice de bază

Saturn orbitează Soarele la o distanță medie de 1.427.000.000 km (887 milioane mile) ). Cea mai apropiată distanță de Pământ este de aproximativ 1,2 miliarde de km (746 milioane de mile), iar unghiul său de fază – unghiul pe care îl face cu Soarele și Pământul – nu depășește niciodată aproximativ 6 °. Saturn văzut din vecinătatea Pământului apare astfel întotdeauna aproape pe deplin iluminat. Numai sondele spațiale profunde pot oferi vederi laterale și retroiluminate.

La fel ca Jupiter și majoritatea celorlalte planete, Saturn are o orbită regulată – adică mișcarea sa în jurul Soarelui este progradă (în aceeași direcție în care Soarele se rotește) și are o mică excentricitate (noncircularitate) și înclinație spre ecliptică, planul orbitei Pământului. Spre deosebire de Jupiter, însă, axa de rotație a lui Saturn este înclinată substanțial – cu 26,7 ° – către planul său orbital. Înclinarea dă anotimpuri la Saturn, ca și pe Pământ, dar fiecare anotimp durează mai mult de șapte ani. Un alt rezultat este că inelele lui Saturn, care se află în planul ecuatorului său, sunt prezentate observatorilor de pe Pământ la unghiuri de deschidere cuprinse între 0 ° (marginea pe) și aproape 30 °. Vizualizarea inelelor lui Saturn se desfășoară pe o perioadă de 30 de ani. Observatorii de pe Pământ pot vedea partea nordică a inelelor luminată de soare timp de aproximativ 15 ani și apoi, într-o vedere similară, partea sudică luminată de soare pentru următorii 15 ani. În intervalele scurte când Pământul traversează planul inelului, inelele sunt aproape invizibile.

Perioada de rotație a lui Saturn a fost foarte dificil de determinat. Mișcările norilor din atmosfera sa masivă superioară trasează o varietate de perioade, care sunt la fel de scurte cu aproximativ 10 ore și 10 minute în apropierea ecuatorului și cresc cu o oscilație cu aproximativ 30 de minute mai lungi la latitudini mai mari de 40 °. Oamenii de știință au încercat să determine perioada de rotație a interiorului profund al lui Saturn de la cea a câmpului său magnetic, care se presupune că este înrădăcinată în nucleul exterior al planetei metalic-hidrogen. Cu toate acestea, măsurarea directă a rotației câmpului a fost dificilă, deoarece câmpul este foarte simetric în jurul axei de rotație. La momentul întâlnirilor Voyager, izbucnirile radio de la Saturn, aparent legate de mici nereguli în câmpul magnetic, arătau o perioadă de 10 ore 39,4 minute; această valoare a fost considerată perioada de rotație a câmpului magnetic. Măsurătorile făcute 25 de ani mai târziu de nava spațială Cassini au indicat că câmpul se rotea cu o perioadă mai lungă de 6-7 minute. Se credea că vântul solar este responsabil pentru o parte din diferența dintre aceste două măsurători ale perioadei de rotație. Abia după ce Cassini a zburat în interiorul inelelor lui Saturn pe orbitele sale finale, perioada de rotație a fost măsurată cu exactitate. Prin raportarea undelor observate în inele cu ușoare variații ale câmpului gravitațional al lui Saturn, perioada de rotație a planetei a fost determinată a fi de 10 ore 33 minute 38 secunde. Diferențele de timp dintre perioadele de rotație ale norilor lui Saturn și ale interiorului acestuia au fost utilizate pentru a estima viteza vântului (vezi mai jos Atmosfera).

Deoarece cele patru planete gigantice nu au suprafață solidă în straturile lor exterioare, prin convenție valorile pentru raza și gravitația acestor planete sunt calculate la nivelul la care se exercită un bar de presiune atmosferică. Prin această măsură, diametrul ecuatorial al lui Saturn este de 120.536 km (74.898 mile). În comparație, diametrul său polar este de numai 108.728 km (67.560 mile), sau cu 10% mai mic, ceea ce face ca Saturn să fie cel mai oblat (aplatizat la poli) dintre toate planetele din sistemul solar. Forma sa oblată este evidentă chiar și într-un mic telescop. Chiar dacă Saturn se rotește ușor mai lent decât Jupiter, este mai oblat, deoarece accelerația sa de rotație anulează o fracțiune mai mare din gravitația planetei la ecuator. Gravitația ecuatorială a planetei, 896 cm (29,4 picioare) pe secundă pe secundă, reprezintă doar 74% din gravitația sa polară. Saturn este de 95 de ori mai masiv decât Pământul, dar ocupă un volum de 766 de ori mai mare. Densitatea sa medie de 0,69 grame pe cm cub este, așadar, doar aproximativ 12% din cea a Pământului. Viteza de evacuare ecuatorială a lui Saturn – viteza necesară pentru ca un obiect, care include atomi și molecule individuale, să scape de atracția gravitațională a planetei la ecuator fără a fi nevoie să fie accelerată în continuare – este de aproape 36 km pe secundă (80.000 mile pe oră) -nivel bar, comparativ cu 11,2 km pe secundă (25.000 mile pe oră) pentru Pământ. Această valoare ridicată indică faptul că nu a existat nicio pierdere semnificativă a atmosferei de la Saturn de la formarea sa. Pentru date fizice și orbitale suplimentare, consultați tabelul.