Поверхность крупнейшего спутника Сатурна, Титана, скрыта под плотной атмосферой, что делает её визуальное наблюдение крайне сложной задачей. Вообще, Титан является единственным в Солнечной системе планетоподобным телом, помимо Земли, обладающим столь мощной газовой оболочкой. Состоит она преимущественно из молекулярного азота с примесью метана, а её давление у поверхности примерно в полтора раза превышает земное.
Мелкие и твёрдые частицы, в большом количестве перемещающиеся в верхних слоях атмосферы этого спутника, образуют практически непроницаемую дымку для оптических телескопов. Эти частицы в атмосфере называются аэрозолями. Они представляют собой сложные высокомолекулярные органические соединения (толины), синтезируются под воздействием солнечного ультрафиолета.
Тем не менее, топографию Титана удалось достаточно детально картографировать в инфракрасном диапазоне. На более длинных волнах электромагнитного спектра эффект рассеяния света мельчайшими аэрозольными частицами значительно ослабевает, а в определённых участках спектра, так называемых окнах прозрачности, существенно снижается и поглощение излучения метаном атмосферы.
Примером успешного обхода этого оптического барьера служат представленный здесь фотоколлаж. На нём вокруг центрального малоинформативного снимка в видимом свете располагаются одни из самых чётких на сегодняшний день инфракрасных карт этого спутника. Эти серии изображений демонстрируют результаты кропотливой обработки массива инфракрасных данных, собиравшихся на протяжении 13 лет. Источником этой информации служил спектрометр видимого и инфракрасного диапазона VIMS, функционировавший на борту межпланетной автоматической станции "Кассини" в период её работы в системе Сатурна с 2004 по 2017 год. В таких визуализациях применяются искусственные или ложные цвета, метод, позволяющий перевести невидимое человеческому глазу инфракрасное излучение в оптический спектр, чтобы дифференцировать химический состав поверхности, например, отделяя поля углеводородных дюн от участков открытого водяного льда.
Подобные инфракрасные карты указывают на поразительный контраст в сравнении со снимками "Кассини" в оптическом диапазоне, на которых Титан выглядит лишь как однородная оранжевая сфера без каких-либо выраженных признаков.
Следующим этапом физического изучения спутника станет разработка НАСА миссии, предполагающей прямую отправку на поверхность Титана винтокрылого летательного аппарата. Запуск миссии, получившей название Dragonfly (Стрекоза), в настоящий момент запланирован на срок не ранее июля 2028 года. Плотная атмосфера в сочетании с низкой гравитацией (около 14 процентов от земной) создают идеальные аэродинамические условия для работы автономного мультикоптера с радиоизотопным источником энергии, который сможет перелетать между различными геологическими формациями для забора проб.