卫星（Natural Satellite / Moon）是绕行星、矮行星或小行星运行的自然天体。截至2026年，太阳系已确认的天然卫星超过300颗，其中木星95颗、土星146颗领跑。卫星在尺度、起源、地质活动等方面差异巨大——从直径不足1公里的小卫星到比水星还大的木卫三（5268 km），从死寂的岩石块到拥有活跃冰火山和地下海洋的复杂世界。卫星系统不仅是行星系统的"子成员"，其内部的轨道共振、潮汐作用和天体生物学潜力构成了天体物理学的重要研究领域。
| 项目 | 数据 |
|---|---|
| 太阳系已确认卫星总数 | 约300+颗（含已命名卫星） |
| 拥有卫星的行星 | 地球、火星、木星、土星、天王星、海王星 |
| 无卫星的行星 | 水星、金星 |
| 拥有卫星的矮行星 | 冥王星（5颗）、阋神星（1颗）、鸟神星（2颗）、妊神星（2颗） |
| 平均每颗巨行星卫星数 | 约70颗（木星+土星占已知总数的~80%） |
| 直径 > 1000 km 的卫星 | 约19颗 |
| 拥有地下海洋的候选卫星 | 至少6颗（木卫二、木卫三、木卫四、土卫二、土卫六、海卫一） |
| 行星 | 已确认卫星数 | 最大卫星 | 最大卫星直径 | 发现方式 |
|---|---|---|---|---|
| 地球 | 1 | 月球（Moon） | 3474 km | 裸眼可见 |
| 火星 | 2 | 火卫一（Phobos） | 22 km | 望远镜（1877） |
| 木星 | 95 | 木卫三（Ganymede） | 5268 km | 伽利略（1610） |
| 土星 | 146 | 土卫六（Titan） | 5149 km | 惠更斯（1655） |
| 天王星 | 27 | 天王卫三（Titania） | 1578 km | 赫歇尔（1787） |
| 海王星 | 14 | 海卫一（Triton） | 2707 km | 拉塞尔（1846） |
数据说明： 卫星数量随观测技术改进而快速增长。仅2023年，土星就新增62颗新确认卫星（主要来自夏威夷Mauna Kea天文台的CFHT望远镜深度巡天），使土星一举超过木星成为太阳系卫星最多的行星。
卫星可分为两大类：
规则卫星（Regular Moons）：
不规则卫星（Irregular Moons）：
| 特征 | 规则卫星 | 不规则卫星 |
|---|---|---|
| 轨道偏心率 | （可达0.6+） | |
| 轨道倾角 | 至 | |
| 轨道方向 | 顺行（99%） | 约50%逆行 |
| 平均直径 | 数十至数千公里 | 1-50公里（少数达数百公里） |
| 起源 | 同源形成 | 捕获或碰撞碎片 |
| 占总数比例 | ~10% | ~90% |
按直径可将卫星分为五个等级：
| 等级 | 直径范围 | 典型特征 | 例子 |
|---|---|---|---|
| 巨型卫星 | > 3000 km | 地质活跃，有大气可能 | 木卫三、土卫六、木卫四 |
| 大型卫星 | 1000-3000 km | 活跃地质历史，分异结构 | 月球、木卫一、海卫一 |
| 中型卫星 | 200-1000 km | 可能存在分化，冰质为主 | 土卫二、土卫一、天王卫三 |
| 小型卫星 | 10-200 km | 不规则形状，无地质活动 | 火卫一、土卫九 |
| 微卫星 | < 10 km | 更接近碎块形态 | 土星群中的新发现 |
卫星有三大主流形成机制，不同机制的产物在物理性质和轨道特征上有显著差异。
机制描述： 卫星从环绕行星的原卫星盘（circumplanetary disk）中凝聚形成，与行星几乎同时形成。
适用对象： 巨行星的主要规则卫星（木星四大伽利略卫星、土星主要卫星群）。
特征：
木星原卫星盘的质量估计：
假设原卫星盘质量约占木星质量的 ：
而四大伽利略卫星总质量 ，这意味着卫星形成效率约为10%，剩余大部分物质可能坠入木星或被太阳风吹散。
机制描述： 行星形成晚期被另一个大天体撞击，抛出的碎屑物质聚合成卫星。
适用对象： 地球的月球、冥王星的卡戎（Charon）。
地球-月球的大碰撞模型：
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 撞击体（忒伊亚 Theia）质量 | ~0.1 （约火星大小） |
| 撞击角度 | ~45° |
| 撞击速度 | ~5 km/s |
| 抛射物质总质量 | |
| 月球形成时间 | 撞击后约1-100年（快速凝聚） |
| 月球初始轨道距离 | 约3 （约19,000 km） |
| 当前月球轨道距离 | 约60 （384,400 km） |
支撑证据（三大关键）：
机制描述： 行星的引力场捕获了原本在太阳轨道上运行的小天体。
适用对象： 火星的火卫、海王星的海卫一、多数不规则卫星。
捕获的物理条件：
一颗小天体要被行星捕获，通常需要三种机制之一：
海卫一捕获案例（最具代表性）：
海卫一是太阳系最大的捕获卫星，也是唯一一颗大型逆行卫星（轨道面与海王星赤道面夹角157°）。其逆向轨道是无法用同源形成解释的。
| 海卫一参数 | 数值 |
|---|---|
| 直径 | 2707 km（太阳系第七大卫星） |
| 质量 | |
| 轨道半径 | 354,759 km |
| 偏心率 | （近乎完美圆形） |
| 轨道倾角 | 157°（逆行） |
| 表面温度 | 38 K（-235°C） |
| 大气 | 极稀薄氮气大气（压力约1.6 Pa） |
捕获后，海卫一的逆行轨道产生了强烈的潮汐作用，使其轨道不断衰变。预计约36亿年后，海卫一将突破海王星的Roche极限，被潮汐力撕碎，形成一个新的环系统（与土星环相似）。
| 对比维度 | 同生起源 | 大碰撞 | 捕获 |
|---|---|---|---|
| 产物大小 | 中等到巨大 | 中等到巨大 | 小到中等 |
| 轨道形状 | 近圆、共面 | 近圆 | 可偏心、高度倾斜 |
| 轨道方向 | 顺行 | 顺行 | 约50%逆行 |
| 物质来源 | 原卫星盘 | 撞击体+目标 | 太阳系小天体 |
| 典型例子 | 伽利略卫星 | 月球、卡戎 | 海卫一、火卫 |
| 占卫星比例（按数量） | ~10% | <1% | ~90% |
| 占卫星比例（按质量） | ~95% | ~4% | ~1% |
月球是地球唯一的天然卫星，也是人类唯一实地造访的地外天体。
关键数据：
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 赤道直径 | 3474.8 km |
| 质量 | |
| 平均密度 | 3.34 g/cm³ |
| 表面重力 | 1.62 m/s²（地球的1/6） |
| 逃逸速度 | 2.38 km/s |
| 平均轨道距离 | 384,400 km |
| 轨道周期 | 27.32天（恒星月） |
| 自转周期 | 27.32天（潮汐锁定） |
| 表面温度范围 | -173°C（夜晚）至 +127°C（白天） |
潮汐锁定机制：
月球被地球潮汐锁定，永远同一面朝向地球。这一现象可以用潮汐摩擦理论解释。
月球表面引力势能 受到地球引力产生潮汐隆起。由于月球自转周期 不等于轨道周期 ，隆起位置相对于地球方向产生偏移，偏移导致潮汐力矩作用在月球上，最终使 。
潮汐锁定时间尺度估算公式：
其中 为初始自转角速度， 为轨道半长轴， 为潮汐耗散因子， 为Love数。
对于月球-地球系统：
月球结构：
月球内部结构
┌─────────────────────────┐
│ 月亮（0-60 km） │ ┐
│ ├─ 上月壳（斜长岩为主） │ │ 约占月球半径的3-4%
│ └─ 下月壳（富铁镁矿物） │ ┘
├─────────────────────────┤
│ 月幔（60-1400 km） │ 占月球体积的~85%
│ ┌─────────────────────┤
│ │ 部分熔融区 │ 可能存在的低剪切速度层
│ │ (700-1000 km) │
│ └─────────────────────┤
├─────────────────────────┤
│ 月核（1400-1737 km） │ 占体积~20%
│ ┌─ 外核（液态Fe-S合金） │ 半径~330km（液态）
│ │ ─ 内核（固态） │ 半径~160km（固态）
│ └──────────────────────│
└─────────────────────────┘
月球探索里程碑：
| 年份 | 任务 | 国家 | 成就 |
|---|---|---|---|
| 1959 | 月球2号（Luna 2） | 苏联 | 首个月球硬着陆探测器 |
| 1969 | 阿波罗11号 | 美国 | 首次载人登月，取回21.5 kg月岩 |
| 1970 | 月球16号（Luna 16） | 苏联 | 首次自动采样返回（101 g） |
| 1994 | 克莱门汀号（Clementine） | 美国 | 首次发现月球极区水冰证据 |
| 2007 | 嫦娥一号 | 中国 | 首次月球轨道探测 |
| 2013 | 嫦娥三号 | 中国 | 首次月球软着陆（玉兔号月球车） |
| 2019 | 嫦娥四号 | 中国 | 首次月球背面软着陆（玉兔二号） |
| 2020 | 嫦娥五号 | 中国 | 月球正面采样返回（1731 g） |
| 2024 | 嫦娥六号 | 中国 | 首次月球背面采样返回 |
伽利略在1610年用自制的20倍望远镜发现了木星的四颗大卫星，这是人类第一次发现绕其他行星运动的卫星，直接支持了哥白尼日心说。
伽利略卫星关键参数对比：
| 卫星 | 编号 | 直径(km) | 质量( kg) | 轨道半径(km) | 轨道周期(天) | 密度(g/cm³) | 表面温度(K) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 木卫一 | Io | 3643 | 8.93 | 421,800 | 1.769 | 3.53 | 110（平均）/ 1800（火山） |
| 木卫二 | Europa | 3122 | 4.80 | 671,100 | 3.551 | 3.01 | 103 |
| 木卫三 | Ganymede | 5268 | 14.82 | 1,070,400 | 7.155 | 1.94 | 113 |
| 木卫四 | Callisto | 4821 | 10.76 | 1,882,700 | 16.689 | 1.83 | 120 |
木卫一（Io）：太阳系最活跃的天体
木卫一拥有超过400座活火山，是太阳系地质活动最剧烈的天体。火山喷发的硫和二氧化硫使其表面呈现红、黄、白、黑色的斑斓外观。
火山能量来源： 潮汐加热。木卫一处于木星与木卫二、木卫三的轨道共振中（轨道周期比 1:2:4），这种共振强迫木卫一的轨道保持偏心率 。偏心轨道使木卫一在绕木星运动中经历周期性的潮汐挤压，潮汐形变幅度可达100米，摩擦产生的热量足以使内部部分熔融。
潮汐加热功率的近似计算：
代入木卫一参数：
估算得 W，约为地球接收太阳能的 ，但集中于木卫一内部。
木卫二（Europa）：最有希望找到地外生命的地点
木卫二表面覆盖着厚约15-25 km的冰层，冰层下几乎确定存在全球性液态水海洋，深度可达60-150 km。
| 木卫二海洋参数 | 估算值 |
|---|---|
| 冰层厚度 | 15-25 km |
| 液态水层深度 | 60-150 km |
| 液态水总体积 | km³ |
| 地球海洋体积之比 | 约2倍 |
| 碱度（pH） | 约9-12（碱性） |
| 海底热液活动 | 极有可能存在 |
关键探测证据：
当前及未来探测任务：
木卫三（Ganymede）：太阳系最大卫星
木卫三是太阳系中最大的卫星，直径5268 km，比水星还大（4879 km）。它是唯一已知拥有自身磁场的卫星。
| 木卫三特性 | 数值 |
|---|---|
| 磁场强度 | 约720 nT（弱于木星在轨旁磁场两个数量级） |
| 磁层结构 | 被木星巨磁层包裹的子磁层 |
| 内部结构 | 铁核（半径约700 km）→ 岩石幔 → 冰壳 |
| 地下海洋 | 两个相隔的液态水层（50 km和150 km深处） |
| 大气层 | 极稀薄氧气大气（压力约0.1 Pa） |
木卫四（Callisto）：古老大卫星
木卫四的表面是太阳系中最古老的表面之一（约40亿年），几乎未被地质活动改造，是研究早期太阳系条件的重要窗口。
| 木卫四特性 | 数值 |
|---|---|
| 陨石坑密度 | 约35个/km²（直径>10 km） |
| 最大撞击盆地 | Valhalla，直径约4000 km |
| 地下海洋证据 | 通过磁场探测推断可能存在液态水层 |
| 是否有地质活动 | 几乎无，仅有少量退化地貌 |
土星拥有太阳系最复杂的卫星系统，从巨大的土卫六到微小的牧羊犬卫星。
土卫六（Titan）：唯一有大气的卫星
土卫六是太阳系中唯一拥有浓厚大气的卫星，其表面大气压约为地球的1.45倍。土卫六也被认为是太阳系中除地球外最可能存在液态物体的天体——不过是液态甲烷和乙烷而非水。
| 土卫六大参数 | 数值 |
|---|---|
| 大气主要成分 | N₂（95%）、CH₄（5%）、H₂（痕量） |
| 表面大气压 | 146.7 kPa（1.45倍地球大气压） |
| 大气温度（表面） | 93.7 K（-179°C） |
| 液态表面水体 | 无（由碳氢化合物湖替代） |
| 碳氢化合物湖数量 | 数百个（主要集中在北极） |
| 最大湖泊 | 克拉肯海（Kraken Mare），面积约40万km² |
| 液态碳氢总体积 | 约2万km³ |
| 是否存在水的可能性 | 深部冰壳下有液态水层 |
卡西尼-惠更斯任务的重大发现（2004-2017）：
2005年1月14日，惠更斯号探测器在土卫六表面着陆，传回了首张地外世界表面照片。它记录了着陆过程中大气组成、风速和温度的变化：
惠更斯号着陆剖面：
▸ 200 km 高度：进入大气层，减速伞部署
▸ 160 km 高度：主伞打开，开始科学探测
▸ 120 km 高度：风最剧烈（~120 m/s）
▸ 70-50 km 高度：甲烷云层
▸ 10 km 高度：探测器探照灯亮起
▸ 0 km 高度：表面着陆（-179°C，气压146.7 kPa）
▸ 着陆后传输数据持续72分钟（直至电池耗尽）
土卫二（Enceladus）：冰火山世界的奇迹
土卫二直径仅504 km，但却是太阳系中最令人兴奋的卫星之一。卡西尼号发现其南极地区有持续喷发的水冰羽流，直接证明了下方的液态水海洋。
| 土卫二特性 | 数值 |
|---|---|
| 直径 | 504 km（勉强够得上中型卫星） |
| 反照率（可见光） | 1.38（太阳系最高——几乎完美白色） |
| 表面温度（白天） | 78 K |
| 热辐射异常（南极） | 约160 K |
| 喷流速度 | 约300-400 m/s |
| 喷流物质 | 约90%水冰 + 盐 + 有机分子 + 痕量CO₂/NH₃ |
喷流物质的化学分析结果（卡西尼号飞越数据）：
| 成分 | 相对丰度 | 天体生物学意义 |
|---|---|---|
| H₂O | 90%+ | 海洋存在的直接证据 |
| CO₂ | 约5% | 碳源 |
| CH₄ | 约1% | 可能的生物或地质来源 |
| NH₃ | 约0.5% | 氮源 |
| H₂ | 约1% | 可能的深海热液反应产物 |
| Na/K盐 | 约1% | 水岩相互作用的证据 |
| 复杂有机分子 | 痕量 | 生物前体分子 |
土卫二的H₂含量高达约1%（卡西尼INMS数据），是化学平衡预测值的100倍以上，这强烈暗示深海热液喷口的存在——类似于地球上支持化能合成生态系统（如Lost City热液区）的环境。
火星有两颗小卫星——火卫一（Phobos）和火卫二（Deimos），1877年由美国天文学家阿萨夫·霍尔发现。
| 参数 | 火卫一 | 火卫二 |
|---|---|---|
| 发现年份 | 1877 | 1877 |
| 尺寸（km） | 27 × 22 × 18 | 15 × 12 × 10 |
| 平均直径 | 约22 km | 约12 km |
| 轨道半径 | 9,376 km | 23,464 km |
| 距火星表面距离 | 约6,000 km | 约20,000 km |
| 轨道周期 | 7.65小时 | 30.31小时 |
| 表面光谱类型 | D型（碳质） | D型（碳质） |
| 形状 | 不规则（土豆状） | 不规则 |
火卫一的不寻常轨道演化：
火卫一距离火星仅约6,000 km，是太阳系中离主星最近的卫星。因为轨道低于同步轨道高度（火星同步轨道~17,000 km），潮汐作用使火卫一轨道不断衰减：
这意味着：
火卫一表面的神秘沟纹（长度可达30 km）可能是被俘获小天体撞击的链状结构，也可能是火星引力梯度造成的表面断裂。
天王星主要卫星（27颗已确认）：
| 卫星 | 直径(km) | 距天王星距离(km) | 轨道周期(天) | 特征 |
|---|---|---|---|---|
| 米兰达（Miranda） | 472 | 129,900 | 1.413 | 拥有太阳系最奇特的地形（高达20 km的悬崖） |
| 阿里尔（Ariel） | 1158 | 190,900 | 2.520 | 有疑似水冰火山活动的迹象 |
| 翁布里尔（Umbriel） | 1169 | 266,000 | 4.144 | 天王星最暗的卫星，表面有暗环形构造 |
| 泰坦尼亚（Titania） | 1578 | 435,900 | 8.706 | 最大天王星卫星，有断层峡谷 |
| 欧贝隆（Oberon） | 1523 | 583,500 | 13.463 | 外圈大卫星，表面有冰火山口 |
米兰达的特殊地质：
米兰达直径仅472 km，却拥有名为"Coronae"的奇特地形——高度超过20 km的梯形悬崖、"V"形沟谷和马蹄形褶皱带。这种极端地形可能来自：早期被天体撞击打碎后又重新聚合（灾难性碰撞假说），或者因潮汐共振导致内部物质上涌抬升。
海王星系统与海卫一的宿命：
海王星有14颗确认卫星，其中最重要的是海卫一（Triton），其余13颗都是不规则小卫星。海卫一的详细物理特征已在"捕获假说"部分讨论。
海卫一的潮汐衰减过程：
当前轨道半径：约354,759 km
因逆行轨道导致角动量损失速率：
预计约36亿年后，海卫一轨道半径将收缩至约2,000 km（Neptune的Roche极限）
当达到Roche极限时，海卫一将被潮汐力撕碎：
（注：实际耗散过程复杂，更精确的Roche极限约为25,000 km）
约10%的物质将形成新的环系统，其规模将远超当前土星环
冥王星系统（6个成员）：
| 卫星 | 直径(km) | 距冥王星距离(km) | 轨道周期(天) | 发现年份 |
|---|---|---|---|---|
| 卡戎（Charon） | 1212 | 19,571 | 6.387 | 1978 |
| 斯提克斯（Styx） | 7-15 | 42,600 | 20.2 | 2012 |
| 尼克斯（Nix） | 18-40 | 48,700 | 24.9 | 2005 |
| 科波若斯（Kerberos） | 8-17 | 57,800 | 32.2 | 2011 |
| 许德拉（Hydra） | 30-50 | 64,800 | 38.2 | 2005 |
冥王星-卡戎双矮行星系统：
卡戎与冥王星的质量比约为1:8（月球与地球为1:81），这使得冥王星和卡戎实际上形成一个双矮行星系统。特点是：
**新视野号飞越（2015年7月14日）**提供了冥王星系统迄今最高分辨率的观测数据，揭示了卡戎表面有巨大的赤道峡谷（长度超过1000 km，深度6-10 km）和疑似冰火山地貌。
卫星是太阳系中寻找地外生命最具希望的目标：
| 天体 | 生命支持条件 | 置信度 | 探测计划 |
|---|---|---|---|
| 木卫二（Europa） | 液态水+热液+有机分子 | ★★★★★ | Europa Clipper (2030) |
| 土卫二（Enceladus） | 液态水+热液+有机分子+H₂ | ★★★★★ | Enceladus Orbilander (规划中) |
| 土卫六（Titan） | 碳氢化合物+化学能 | ★★★☆☆ | Dragonfly (2028发射, 2034到达) |
| 木卫三（Ganymede） | 两层液态水层 | ★★★☆☆ | Juice (2031) |
| 木卫四（Callisto） | 可能的地下海洋 | ★★☆☆☆ | Juice (2031) |
| 海卫一（Triton） | 可能地下海洋+N₂大气 | ★★☆☆☆ | Trident (提案中) |
液态水海洋卫星的对比表：
| 特征 | 木卫二 | 木卫三 | 木卫四 | 土卫二 | 土卫六 | 海卫一 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 海洋深度 | 60-150 km | 分层双层 | 可能 ~100 km | ~35 km | 深层（推测） | 推测 |
| 冰层厚度 | 15-25 km | 150-200 km | 150-300 km | 2-10 km | >100 km | 未知 |
| 热源强度 | 中（潮汐） | 中（潮汐+放射性） | 弱（放射性） | 强（潮汐为主） | 弱（放射性） | 中（捕获后调整） |
| 有机物存在 | 表面+喷流 | 可能 | 可能 | 确认（羽流中） | 确认（地表） | 可能 |
| 是否已验证海洋 | 伽利略号磁场数据 | 伽利略号磁场数据 | 伽利略号磁场数据 | 卡西尼号飞越数据 | 轨道和自转数据 | — |
| 海洋盐度 | 与地球海水相似 | 可能低盐度 | 可能低盐度 | 接近海水 | 未知 | 未知 |
卫星之间的平均运动共振（Mean Motion Resonance, MMR）是塑造行星系统的关键机制。
拉普拉斯共振（Laplace Resonance）：
木卫一、木卫二、木卫三三颗卫星处于精确的1:2:4轨道共振：
实际共振条件为：
其中 为平均运动角速度。
这个共振的物理意义是：每完成一个周期，内轨卫星总是以相同构型相遇，持续的引力相互作用导致偏心率被维持。这正是木卫一能够保持偏心率 （而非衰减到 ）的原因。
土星卫星的共振链：
土星系统也存在着引人注目的共振链：
| 卫星对 | 共振比 | 轨道特征影响 |
|---|---|---|
| 土卫二-土卫三（Dione） | 2:1 | 维持土卫二的偏心率 |
| 土卫三-土卫四（Tethys） | 2:1 | 土卫四轨道约束 |
| 土卫一-土卫五（Mimas-Tethys） | 2:1 | 土卫一的偏心率变化 ~7% |
| 土卫五-土卫六（Titan-Hyperion） | 3:4 | 土卫七的混沌自转 |
土卫七（Hyperion）的混沌自转：
土卫七由于不规则形状（尺寸约360 × 260 × 220 km）和与土卫六的4:3轨道共振，其自转是完全混沌的——无法预测其在未来几十小时内的朝向。这是太阳系中唯一已确认的混沌自转体。
卫星与行星环系统密切相关。土星环中的许多特征直接由卫星的引力控制：
牧羊犬卫星（Shepherd Moons）：
这些是运行在环内或环边缘的小卫星，通过引力作用维持环的锐利边界。
| 牧羊犬卫星 | 所在环 | 特征 | 直径(km) |
|---|---|---|---|
| 土卫十六（Prometheus） | F环内侧 | 阻止F环向内扩散 | 86 |
| 土卫十七（Pandora） | F环外侧 | 阻止F环向外扩散 | 81 |
| 土卫十五（Atlas） | A环外缘 | 维持A环的尖锐边缘 | 30 |
| 土卫十（Janus） | A环外缘 | 与Epimetheus共享轨道 | 180 |
| 土卫十一（Epimetheus） | A环外缘 | 与Janus周期性交换轨道 | 120 |
| 木卫十六（Metis） | 木星主环 | 维持木星环系统 | 43 |
Janus-Epimetheus轨道交换：
土卫十（Janus）和土卫十一（Epimetheus）共享几乎完全相同的轨道（半径约151,000 km，仅差约50 km）。它们每四年进行一次轨道竞赛——内轨卫星逐渐追赶上外轨卫星，两者通过引力交换轨道半径，然后再次分离。这一现象每4年循环一次，是太阳系中最独特的动力学行为之一。
以下列出太阳系中最具代表性的60颗卫星，按大小排序（直径 > 400 km 或科学意义显著）：
| 排名 | 卫星名 | 直径(km) | 母行星 | 类别 | 重要特征 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 木卫三（Ganymede） | 5268 | 木星 | 规则 | 最大卫星，自有磁场 |
| 2 | 土卫六（Titan） | 5149 | 土星 | 规则 | 唯一有大气的卫星 |
| 3 | 木卫四（Callisto） | 4821 | 木星 | 规则 | 最古老表面 |
| 4 | 木卫一（Io） | 3643 | 木星 | 规则 | 最活跃火山体 |
| 5 | 月球（Moon） | 3474 | 地球 | 规则 | 唯一实地造访 |
| 6 | 木卫二（Europa） | 3122 | 木星 | 规则 | 最可能的地外海洋 |
| 7 | 海卫一（Triton） | 2707 | 海王星 | 捕获逆行 | 最大捕获卫星 |
| 8 | 天王卫三（Titania） | 1578 | 天王星 | 规则 | 天王星最大卫星 |
| 9 | 土卫五（Rhea） | 1529 | 土星 | 规则 | 可能有极稀薄大气 |
| 10 | 天王卫四（Oberon） | 1523 | 天王星 | 规则 | 古老撞击面 |
| 11 | 土卫八（Iapetus） | 1469 | 土星 | 规则 | 双色表面（阴阳脸） |
| 12 | 冥卫一（Charon） | 1212 | 冥王星 | 碰撞 | 双矮行星 |
| 13 | 天王卫二（Umbriel） | 1169 | 天王星 | 规则 | 黑暗表面 |
| 14 | 天王卫一（Ariel） | 1158 | 天王星 | 规则 | 疑似冰火山 |
| 15 | 土卫三（Dione） | 1123 | 土星 | 规则 | 有悬崖峡谷 |
| 16 | 土卫四（Tethys） | 1062 | 土星 | 规则 | 巨大撞击坑（Odysseus） |
| 17 | 土卫二（Enceladus） | 504 | 土星 | 规则 | 冰火山羽流 |
| 18 | 土卫一（Mimas） | 396 | 土星 | 规则 | "死星"外观 |
| 19 | 天王卫五（Miranda） | 472 | 天王星 | 规则 | 极端地形 |
| 20 | 海卫八（Proteus） | 420 | 海王星 | 规则 | 不规则大卫星 |
| ... | ... | ... | ... | ... | ... |
| 任务 | 机构 | 目标卫星 | 发射年份 | 抵达年份 | 任务类型 |
|---|---|---|---|---|---|
| Europa Clipper | NASA | 木卫二 | 2024 | 2030 | 轨道器（49次飞越） |
| JUICE | ESA | 木卫三、木卫二、木卫四 | 2023 | 2031 | 轨道器（2034入轨木卫三） |
| Dragonfly | NASA | 土卫六 | 2028 | 2034 | 八旋翼飞行器 |
| 天问二号 | CNSA | 小行星伴飞+采样 | ~2025 | ~2026 | 伴飞+采样返回 |
| 任务 | 目标 | 概念阶段 | 主要科学目标 |
|---|---|---|---|
| Enceladus Orbilander | 土卫二 | 旗舰级概念 | 飞越羽流+着陆采样，寻找生命 |
| Trident | 海卫一 | Discovery级候选 | 一次飞越，测绘全球地图 |
| Io Volcano Observer | 木卫一 | Discovery级候选 | 监测火山活动，内部结构探测 |
| Ocean Worlds Mission | 木卫二 | 联合概念 | 冰壳钻探+海洋直接采样 |
| Lunar Trailblazer | 月球 | 小型任务 | 月面水冰分布高精测绘 |
卫星系统的关键数据汇总：
| 维度 | 极端值 | 天体 |
|---|---|---|
| 最大卫星 | 5268 km | 木卫三 |
| 最小卫星 | ~1 km | 土星外群不规则卫星 |
| 最热表面 | ~1800 K（火山喷发） | 木卫一 |
| 最冷表面 | 33 K | 海卫一 |
| 密度最大 | 3.53 g/cm³ | 木卫一 |
| 密度最小 | 0.5 g/cm³ | 土卫九（多孔冰质） |
| 轨道最近 | 约2.5行星半径 | 火卫一（距火星6,000 km） |
| 轨道最远 | 约500行星半径 | 土卫九（13,000,000 km） |
| 大气最浓厚 | 表面压146.7 kPa | 土卫六 |
| 水资源最多 | 地球海洋2倍 | 木卫二 |
| 地质最活跃 | 400+活火山 | 木卫一 |
更多内容：天文学知识库索引