帮助了解泰坦，埃皮米修斯和土星环的令人不安的形象吗？

《纽约时报》的文章《土星的指环是由一群微型月亮雕刻而成》确实很有趣，并且链接到《科学》杂志关闭卡西尼号飞越土星的环月卫星Pan，Daphnis，Atlas，Pandora和Epimetheus的最新付费专栏文章。

但是我绝对无法理解《纽约时报》文章中的其中一张照片，如下所示。泰坦似乎是...

1. 在土星环的后面，但是
2. 相对的环间距很大，但是
3. 当戒指和Epimetheus 对准焦点时，似乎没有对准焦点。

有人可以帮助我了解所有这些如何同时实现吗？

在前景中，月亮Epimetheus似乎盘旋在土星环上。Epimetheus在背景中与Titan相比显得相形见..NASA / JPL / Space Science Institute

JPL 太阳系模拟器没有显示Epimetheus，但是在2006-04-28 08:12 UTC确实显示了Titan在Encke差距之后。

模拟的表面纹理可能由 泰坦大气相对透明的红外波长的VIMS图像组成 。在真实的土卫六上，雾霾将可见光散射得非常强烈，以至于表面模糊且边缘看起来模糊。

如果我们缩小，我们会看到我们以非常浅的角度靠近环的外边缘。这就是为什么它们不能覆盖土卫六10弧度表观直径的一半的原因。

当我们从下面看时，由于Epimetheus出现在圆环上方，因此它必须在圆环的前面。

模拟图像由NASA / JPL-Caltech提供

这个NASA页面说这张照片是2006年4月28日拍摄的。

使用Celestia，我设法从Cassini中找到与照片最吻合的照片。它不能精确匹配，但这是可以预期的，因为软件中所有这些卫星（和卡西尼号）的计算出的轨道元素不一定会与现实精确匹配。

以下是此镜头的缩小版本。您可以在中心看到Titan，在顶部看到Epimetheus。 这是从卡西尼号到卫星的自上而下的射击。带圆圈的是Epimetheus和Titan。

因此，请回答您的问题：与Epimetheus相比，Titan确实很大（大约50倍），Titan具有气氛，因此显得模糊（实际上处于聚焦状态，太空中的所有物体都非常远，因此出于聚焦目的实际上处于无限远） ，并且戒指高度倾斜，因此您只能看到一小部分。

注意：这是一个补充性答案，在@ Ingolifs的出色答案中添加了一些细节。

在大致 2006-Apr-28 08:30 UTC卡西尼是从土卫六都1800000公里和土卫十一667000公里在同一时间。

我使用了JPL的Horizo​​ns，每5分钟将位置保存在Saturn体中心坐标中，然后运行下面的python脚本进行绘图。我不确定如何以这种方式轻松获得戒指的平面。

class Body(object):
    def __init__(self, name):
        self.name = name

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D

fnames = ['Titan photo Cassini horizons_results.txt',
          'Titan photo Titan horizons_results.txt',
          'Titan photo Epimetheus horizons_results.txt' ]

names  = ['Cassini', 'Titan', 'Epimetheus']

bodies = []

for name, fname in zip(names, fnames):

    with open(fname, 'r') as infile:

        lines = infile.read().splitlines()

    iSOE = [i for i, line in enumerate(lines) if "$$SOE" in line][0]
    iEOE = [i for i, line in enumerate(lines) if "$$EOE" in line][0]

    print iSOE, iEOE, lines[iSOE], lines[iEOE]

    lines = zip(*[line.split(',') for line in lines[iSOE+1:iEOE]])

    JD  = np.array([float(x) for x in lines[0]])
    pos = np.array([[float(x) for x in lines[i]] for i in 2, 3, 4])
    vel = np.array([[float(x) for x in lines[i]] for i in 5, 6, 7])

    body = Body(name)
    bodies.append(body)
    body.JD  = JD
    body.pos = pos
    body.vel = vel

Cassini, Titan, Epimetheus = bodies

r_Titan      = np.sqrt(((Cassini.pos - Titan.pos     )**2).sum(axis=0))
r_Epimetheus = np.sqrt(((Cassini.pos - Epimetheus.pos)**2).sum(axis=0))

hours = 24 * (JD - JD[0])

r_Titan_target      = 1.8E+06 
r_Epimetheus_target = 6.67E+05

hours_Titan      = hours[np.argmax(r_Titan < r_Titan_target)]
hours_Epimetheus = hours[np.argmax(r_Epimetheus[30:] > r_Epimetheus_target)+30]

print hours_Titan, hours_Epimetheus
if True:    
    fig = plt.figure()

    plt.subplot(2, 1, 1)
    plt.plot(hours, r_Titan)
    plt.plot(hours, 1.8E+06 * np.ones_like(r_Titan), '-k')
    plt.ylabel('Cassini-Titan distance (km)', fontsize=16)

    plt.subplot(2, 1, 2)
    plt.plot(hours, r_Epimetheus)
    plt.plot(hours, 6.67E+05 * np.ones_like(r_Epimetheus), '-k')
    plt.ylabel('Cassini-Epimetheus distance (km)', fontsize=16)
    plt.xlabel('2006-Apr-28 hours', fontsize=16)

    plt.show()