2006年6月“卡西尼”号探测器庆祝了其特殊的纪念日——在土星轨道上工作两周年。“卡西尼”为研究土星神秘卫星作出了重要贡献。
“卡西尼”在2003年12月底完成对土星大气的初步分析，除了早已知道的氢是土星的主要成分，摄谱仪还发现了氧气的存在。由于土星光环主要由水冰组成，因此科学家认为，“卡西尼”号发现的原子氧是光环内部冰碎片碰撞后使水分解的产物，但是后来这一看法并没有得到证实。
2004年1月“卡西尼”在土星较远的E环中发现大量氧气云团，仅几个月后大部分氧气云团便消失得无影无踪。2005年春季“卡西尼”号开始研究同样位于E环外面的土卫二，在那里曾发现神秘的氧气云团。“卡西尼”号传感器表明，土卫二也拥有大气，“卡西尼”号太空尘埃分析仪发现土卫二周围的粒子流，科学家提出查明粒子源的目标，飞行控制中心的专家重新编程“卡西尼”号的轨道，以便能更详细地研究土卫二。
2005年7月“卡西尼”号从离开土卫二175千米处飞过，“卡西尼”号舱内仪器表明，土卫二南极上的
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