S průměrem 5 150 kilometrů je Titan největší ze Saturnových rodin měsíců; je dokonce větší než planety Merkur nebo Pluto. Má atmosféru oranžově-žlutého smogu složeného převážně z dusíku s množstvím organických uhlovodíků včetně metanu; i když se zdá, že má velmi málo mraků. 26. října Cassini prošel blízko k Titanovi a odhalil první pohled na zvláštní povrch měsíce. Objevila drsnou, avšak rovinatou krajinu s několika krátery, což znamená, že planeta musí být geologicky aktivní. Tajemné olejové toky kryogenního ledového teče přes povrch. Dosavadní výsledky byli planetární vědci nadšeni.
Titan je zima. Jeho povrchová teplota je -180? C - příliš chladný pro tekutou vodu, přesto je blízko trojnásobku metanu, kde tento uhlovodíkový plyn může na svém povrchu existovat ve všech třech fyzikálních stavech: pevný led, kapalina nebo plynný.
Cassini obrátil svůj ultrafialový zobrazovací spektrograf (UVIS) směrem ke hvězdě Spica (Alpha Virginis), pak k Lambda Scorpi a dalších 8 hodin pozoroval hvězdy, jak byly zakryté Titanovou atmosférou. Tento citlivý přístroj se liší od ostatních typů spektrometrů, protože může provádět spektrální i prostorové odečty. Zejména je zběhlý při určování složení plynů. Prostorová pozorování mají širokoúhlý pohled, vysoký pouze jeden pixel a 60 pixelů. Spektrální rozměr je 1 024 pixelů na prostorový pixel. Navíc je schopen pořídit tolik obrázků, že dokáže vytvářet filmy, které ukazují, jakým způsobem se tento materiál pohybuje jinými silami. To poskytlo vertikální profil hlavních složek atmosférických vrstev, které mají podobný teplotní profil jako Země.
Blížící se přístup nastal předtím, než Cassini prošel Saturnovým prstencovým letounem, a vrátil některé z nejlepších zblízka obrazů prstencového systému k dnešnímu dni. Poté Cassini začal používat svůj radar k mapování části povrchového terénu Titanu v malém úhlu sluneční fáze. Experiment hledal známky horkých míst na povrchu Měsíce, které by ukazovaly na přítomnost aktivních cryo-sopek a dokonce i osvětlení v Titanově atmosféře.
Sonda 2,6 metru Huygens se na Štědrý den oddělí od své mateřské lodi, cestuje směrem k Titanu a 14. ledna vstupuje do atmosféry měsíce. Hodně z Huygensovy vědy se odehraje během její atmosférické slušnosti, která bude předána Cassini, a poté přenesena zpět na čekající vědce Země a média. Pokud Huygens skutečně úspěšně přistane na Titanu, bude to pro misi hlavní bonus.
Huygens se bude pokoušet určit původ Titanovy molekulární dusíkové atmosféry. Planetární vědci chtějí odpovědět na otázku: „Je Titanova atmosféra prapůvodní (nahromaděná při tvorbě Titanu) nebo byla původně narostlá jako amoniak, který se následně rozpadl na dusík a vodík?“
Pokud byl dusík ze sluneční mlhoviny (z níž se naše sluneční soustava vytvořila) zdrojem dusíku na Titanu, měl by se zachovat poměr argonu k dusíku ve sluneční mlhovině. Takové zjištění by znamenalo, že jsme skutečně našli vzorek „původních“ planetárních atmosfér naší sluneční soustavy
Huygens se také pokusí detekovat blesky na Titanu. Rozsáhlá atmosféra Titanu může hostit elektrické bouře a blesky podobné Zemi. Ačkoli dosud nebyl pozorován žádný důkaz blesku na Titanu, mise Cassini Huygens poskytuje příležitost určit, zda takové blesky existují. Kromě vizuálního hledání blesku může studie plazmových vln v okolí Titanu nabídnout i jinou metodu. Blesk vybíjí široké pásmo elektromagnetické emise, z nichž část se může šířit podél magnetických siločar jako emise whistler.
Vědecký korespondent Richard Pearson