Сам Сатурн — это газовый гигант, объем которого в 800 раз превышает объем Земли. Нам ещё не удалось проникнуть взглядом на его поверхность — при условии, что под его толстой атмосферой из водорода и гелия имеется твёрдое или жидкое ядро. Однако в настоящее время уже известно, что его многочисленные луны, а также великолепные кольца состоят — если не полностью, то по большей части — изо льда, а возможно даже из жидкой воды.
Первоначально наблюдения Сатурна с Земли выявили только семь колец, но благодаря межпланетным автоматическим зондам теперь мы знаем, что их гораздо больше. Пространство между семью основными кольцами заполнено множеством тонких колец и колечек, и все вместе они образуют некое подобие диска, который, как граммофонная пластинка, «изборожден» кольцами. В 1979 году автоматический зонд «Пионер-11» обнаружил, что кольца Сатурна состоят изо льда — в то время считалось, что это мелкие частички диаметром не более дюйма или даже размером со снежинку. Однако из анализа данных, переданных «Вояджером-1» и «Вояджером-2» в 1980 и 1981 годах, выяснилось, что «карусель сверкающих частичек льда» на самом деле состоит из довольно больших глыб, размером с булыжник или даже с «большой дом». «Мы наблюдаем море сверкающего льда», — рассказывали учёные из JPL. В доисторические времена этот лёд был жидкой водой.
На нескольких наиболее крупных лунах Сатурна, которые попали в поле зрения трёх космических аппаратов, и особенно «Вояджера-2», обнаружилось большое количество воды, причём не только в виде льда. В 1979 году полученные от «Пионера-11» данные позволили предположить, что группа внутренних лун Сатурна — Янус, Мимас, Энцелад, Тефия, Диона и Рея — представляет собой «ледяные образования… состоящие преимущественно изо льда». В 1980 году «Вояджер-1» подтвердил, что эти внутренние спутники, а также множество вновь открытых мелких спутников представляют собой «ледяные сферы». На Энцеладе, который был исследован более тщательно, обнаружились признаки того, что его плоские равнины образовались в результате заполнения старых кратеров жидкой водой, которая медленно изливалась на поверхность и замерзала.
«Вояджер-1» также обнаружил, что внешние луны Сатурна покрыты слоем льда. Спутник под названием Япет, удивлявший астрономов чередованием тёмных и ярких пятен на своей поверхности, оказался «покрыт льдом» именно в ярких областях. В 1981 году «Вояджер-2» подтвердил, что Япет представляет собой ледяной шар, в центре которого находится твёрдая порода. Как заключил Фон Р. Эшельман из Стэнфордского университета, полученные данные свидетельствуют о том, что Япет на 55 процентов состоит изо льда, на 35 процентов из твёрдых пород и на 10 процентов из замёрзшего метана. Самый большой спутник Сатурна Титан — он больше, чем планета Меркурий — имеет атмосферу, а его поверхность богата углеводородами. Однако под ними расположен слой замёрзшего льда, а на глубине около шестидесяти миль, где температура достаточно высока, находится смесь из воды и льда. Вполне возможно, что ещё глубже расположен бурлящий слой кипящей воды до 100 миль толщиной. В целом полученная с «Вояджеров» информация даёт основание предположить, что Титан на 15 процентов состоит из скальных пород и на 85 процентов изо льда.
Может быть, сам Сатурн представляет увеличенную копию своего самого крупного спутника, Титана? Ответ на этот вопрос дадут будущие космические программы. В настоящее время ясно одно: там, куда позволяют заглянуть современные средства исследований — луны, более мелкие спутники и кольца, — вода присутствует повсеместно. Таким образом, Сатурн оправдывает сделанные в древности предположения.
Юпитер был исследован «Пионером-10», «Пионером-11» и двумя аппаратами «Вояджер». Результаты немногим отличались от тех, что были получены при изучении Сатурна. Обнаружилось, что гигантская газовая планета обладает мощным радиоактивным и тепловым излучением и окружена плотной атмосферой, в которой бушуют яростные шторма. Выяснилось, что эта непроницаемая для взгляда оболочка состоит, преимущественно, из водорода, гелия, метана, аммиака, паров воды и, возможно, водяных капель; коме того, учёные пришли к выводу, что в глубине плотной атмосферы возможно наличие жидкой воды.
Как и в случае с Сатурном, луны Юпитера оказались гораздо более интересными и необычными, чем сама планета. На Ио, одной из четырёх открытых Галилеем лун, которая расположена ближе всего к Юпитеру (рис. 19), абсолютно неожиданно выявилась вулканическая активность. Несмотря на то, что извергаемое вулканами вещество состоит в основном из серы, в нём обнаружилось некоторое количество воды. Поверхность Ио состоит из обширных равнин, которые пересечены желобами, как будто прорытыми потоками воды. По общему мнению, Ио имеет «некие внутренние источники воды».