太阳系行星
第一个火星有卫星的猜测是在1610年开普勒提出的。在试图解决伽利略有关土星光环的等速问题时，开普勒认为伽利略可能找到了火星的卫星。
1643年，Capuchin的修道士Anton Maria Shyrl声称看到了火星的卫星。我们现在知道单凭当时的望远镜是根本无法观察到的——或许Shyrl看到的只是离火星较近的一颗恒星罢了。
1727年，Jonathan Swift在《格列佛游记》中写了火星的两颗卫星，却鲜为人知。它们的运行周期为10小时和21.5小时。这两颗卫星在1750年Voltaire的小说《Micromegas》中又被沿用，故事是描写一个天狼星的巨人来访我们的太阳系。
1747年，一位德国船长Kindermann说他看到了火星的卫星（只有一颗）。Kindermann说他是在1744年的7月10日看到的，他还提供了这颗卫星的运行周期：59小时50分6秒。
1877年，Asaph Hall终于发现了Phobos火卫一和Deimos火卫二这两颗火星的小卫星。它们的运行周期分别为7小时39分和30小时18分，与Jonathan Swift在150年之前所预测的十分接近。
地球的第二颗卫星之谜
1846年，Toulouse天文台的负责人——Frederic Petit宣布他们发现了地球的第二颗卫星。它是在1846年3月21日傍晚时被三位观察者看到的，他们是Toulouse的Lebon和Passier 以及Artenac的Lariviere。Petit发现这颗卫星的运行轨道是椭圆的，运行周期为2小时44分59秒，它离地球（表面）最远距离为3570千米，最近距离为11.4千米。听到这个发现后，勒威耶因为无法得到正确的数据而抱怨不止。而Petit却义无反顾地致力于对这第二颗地球卫星的研究，并终于在15年后宣布正是这颗小卫星造成了地球的主要卫星——月球的一些特殊的运行情况，可是这一点几乎被所有的天文学家所忽视。如果不是法国作家凡尔纳在书中提及，它几乎就被遗忘了。
威尔逊山天文台的R.S.Richardson博士，在1952年描述了这颗卫星的运行轨迹：近地点为5010千米，远地点为7480千米，离心率为0.1784。
由于凡尔纳使Petit所发现的第二颗卫星闻名于世，越来越多的业余天文学家发现这是一个成名的好机会——任何人只要发现这颗卫星，他的名字便会被载入天文学的史册。没有几个主要的天文台从事这地球第二颗卫星的研究，即使有也要暗自进行。而德国的业余爱好者们却在积极地跟踪着那个被他们称为Kleinchen （“一点点”）的天体——虽然他们从未找到它。
W.H.Pickering一直笃信着这样一个理论：如果卫星的轨道离地球的表面距离为320千米，并且它的直径为0.3米，又拥有月球般的反照率，那么它必然可以通过约8厘米的天文望远镜观察到。一颗直径为3米的卫星可能成为第五星等的裸眼可见的天体。虽然Pickering并未寻找Petit所说的天体，他却在进行着寻找第二等卫星——月球的卫星的工作。可他一直没有找到，事后他总结认为月球的卫星直径小于3米而无法观察到。
Pickering那篇关于一颗极小的卫星存在的可能性的文章——《一颗流星般的卫星》刊登在1922年的《大众天文》上，不想又引起了业余天文爱好者的一阵骚动。主要原因是这篇文章提供了观察上的一些实际的要求：“一架约8~13厘米的天文望远镜和一个低倍的目镜即可。业余爱好者听到这个消息一定会感到兴奋不已。”可惜又一次一无所获。
有一种理论认为向来无法解释的月食运行轨道的偏离是由这第二颗卫星的重力场引起的。那就意味着这个天体的直径至少应有几千米这么大——但如果存在这样大的一颗卫星，那它早应被古代巴比伦人发现了。即使它十分小，但由于它相对比较近又移动得十分快，也应当是十分明显的，就像我们看到人造卫星与航天飞机一样。但实在没有人去关注这个小星体。
当然还有不少人提出地球的第二颗天然卫星存在的想法。1898年，Georg Waltemath博士声称他不仅发现了第二颗卫星，还发现了一系列的白矮星。
总有一些观察者不时地报告看到“其他的地球天然卫星”。德国的天文杂志《Die Sterne》报道说名为W.Spill的德国业余天文学家在1926年5月24日观察到这第二颗卫星通过月球。
在1950年左右，当人造地球卫星刚开始被提出时，每个人都认为它只能被分级式火箭送上天，不载任何无线电发射装置，而由在地面的雷达跟踪。如果这样的话，一些近地的小卫星会产生极大干扰，它们会反射雷达发射到人造卫星上的波。但这却提供了人们寻找天然卫星的好方法，Clyde Tombaugh发展了这项技术：在离地5000千米高的卫星速率被预测出。一个拍摄站便以这个速度跟踪拍摄。恒星、行星等天体在照片上显现一条直线，但在这一高度的卫星却显示成一点。如果卫星不在这个高度，那么它在照片上表现为一条短小的直线。
Lowell天文台的观测始于1953年，并且真正地探索了一块处女地：除了这个德国天文台外，没有人注意到地月之间的这块空间。到1954年秋，各类享受很高声誉的周刊和日报报道说这个天文台的观测已得到了初步结果：有一个离地高度为700千米和一颗离地高度为1000千米这样两颗卫星。人们普遍地产生这样的疑问：“它们是否是天然卫星呢？”没有人知道这些报道源自何处——因为天文台的观测根本没得到什么结果。在1957年和1958年，当第一颗人造卫星发射后，它所携带的相机才又继续追踪那些卫星。
但是这并不意味着地球只有一颗天然卫星。地球可能在很短的时间内有一颗近地卫星。流星体飞过地球，穿过上层大气时会损失很大动能而进入围绕地球的卫星轨道。但由于它经过大气上层的每个近地点，它不会维持很长时间，或许只有一或两个周转，也可能达到一百个周转（相当于一百五十小时左右）。一些报告表明这样的“瞬间卫星”曾被看到过，可能当初Petit所看到的便是这样的卫星。
除了“瞬间卫星”这种解释外，或许还有两种可能性。一个可能是月球有自己的卫星——但是尽管经过许多次搜索，都没有发现过。另一种可能是存在着绕月球运行的特洛伊卫星，落后或超月球公转轨道60度。
Krakow天文台的波兰天文学家Kordylewski首先报告了这种“特洛伊卫星”。他是在1951年开始他的寻找的，他希望能在绕月轨道上找到一颗离月球为60度的大小合适的天体，可是探索一无所获。在1956年他的同国人，同事Wilkowski提出可能存在许多微小的天体，由于太小而不能被单独看见，但却多得合成云状粒子。如果这样的话，最好的观察方式将是用肉眼，而不是通过天文望远镜。天文望远镜的焦点不会停在这个小星体上。Kordylewski博士很愿意试一试。他所需要的是一个无月的晴朗的夜空。
到现在为止一个世纪的对于地球第二颗卫星的搜寻似乎已成功了，即使这颗卫星与当初任何人预计的都不同。但它们实在是太难找了。
但仍有人认为还存在另一些天然地球卫星。在1966年至1969年间，美国科学家John Bargby声称他观察到至少十颗小到只能通过天文望远镜才观察到的地球天然卫星。Bargby发现了这些天体的椭圆轨道：离心率为0.498，半主轴长14065千米，远地点高度14700千米，近地点高度680千米。Bargby认为它们是在1955年破裂的天体的碎块。他得到的这些结论大都是建立在不稳定的人造地球卫星的基础上的。Bargby运用人造地球卫星所提供的资料，却没有意识到这些数据只是一些近似值，甚至于有时是错误的，因此根本不能应用于精确的科学分析。另外，根据Bargby的观察结果，当他所说的卫星经过近地点时，应为可见的一等星，应该轻易地就被肉眼观察到，可是却从没有人看到类似的天体。
1997年，Paul Wiegert等人发现了小行星3753有一个很奇怪的轨道，似乎是地球的一颗伴星，可是它并不围绕地球运动。
土卫六之谜
导言：人们总想在另外一个星球上发现生命。它最少可以为将来的人类开拓地球之外的第二家园。土卫六就带给人这样的希望，因此人类对土卫六多加注意和研究，就是可以理解的了。可是人类要实现自己的梦想，还有多少路要走呢？在这条路上还有多少问题要解决呢？土卫六（Titan，“泰坦星”）是环绕土星运行的一颗卫星。它是土星卫星中最大的一个。在1655年3月25日被荷兰物理学家、天文学家和数学家克里斯蒂安·惠更斯发现，它也是在太阳系内继木星伽利略卫星发现后发现的第一颗卫星。由于它是太阳系唯一一个拥有浓厚大气层的卫星，人们把它看成一个时光机器，有助我们了解地球最初期的情况，揭开地球生物如何诞生之谜。
土卫六是土星最大的卫星，同时也是太阳系第二大卫星，大于行星水星的体积（虽然质量没有水星大），在太阳系中它的大小仅次于木星最大的卫星木卫三。但最近的观测也显示其浓密的大气可能使人们过高估计了它的直径，如同许多其他的卫星一样，土卫六比小行星134340（原冥王星）的质量和体积都要大。
土卫六平均半径2575千米，质量1.345×1023千克，平均密度1.880×103千克/米3。土卫六环绕土星公转轨道半长径为1221850千米，偏心率0.0292，轨道平面与土星赤道面的交角为0.33度，公转周期15天22时41分24秒。土卫六的自转周期与公转周期相同，这一点与月球类似。土卫六有浓密的大气，主要成分是氮，表面大气压力1.5×105帕斯卡，表面温度-178℃。
从惠更斯发现土卫六至今已有300多年的历史，土卫六仍是一个待解之谜。要想对土卫六有更深刻的认识，还需要人类不断地进行探索。
为什么土卫六如此受天文学家的看重呢？因为土卫六“天资”出众，所以受到天文学家们的青睐和器重。土卫六与众不同的“天资”表现在如下方面：
首先，土卫六的直径为4828千米，在卫星世界中居第二位，比冥王星大许多，跟水星的个头儿差不多。它的质量是月球质量的1.8倍，平均密度为每立方厘米1.9克，约为地球密度的1／3，引力则为地球的14％。
土卫六与土星的平均距离为122万千米，沿着近乎正圆形的轨道绕土星运动。它像月球一样，总以同一面向着自己的行星——土星。也就是说，如果在土星上看土卫六的话，永远只能看到土卫六的同一个半面。它的轨道基本上在土星赤道面内。你可以想一想，土卫六这么大的天体，沿着大约122万千米的半径，居然运动在近乎正圆的轨道上，这真是有点难以想象的事。如果让我们专门画这样一个圆，恐怕也是不容易办到的。足见天体演化中的自然奇观。
其次，1944年，美籍荷兰天文学家柯伊伯对土卫六进行了系统的分光观测研究，发现土卫六上有甲烷气体，从而确认土卫六上有浓密的大气层。一直到现在，土卫六仍是太阳系内已知的60多颗卫星中有大气的唯一卫星，通过这些就可以知道土卫六受偏爱的原因了。
第三，根据土卫六的运动特征、物理状况和化学成分，天文学家们判定土卫六是和土星一起演化形成的，属于稳定卫星，不可能是土星后来捕获的小天体。一些天文学家曾一度将土卫六的质量、体积、表面重力、表面温度、大气成分、水和冰的含量、自转和公转等天体特征和天体环境与地球进行比较，只是为了从中获取有关早期生命物质演化的蛛丝马迹。土卫六被认为是人类迄今为止发现的地球外最可能存在生命的卫星。土卫六是太阳系中唯一有大气层的卫星。在距土卫六表面约19千米处，“惠更斯”拍到了厚厚的一层云雾。科学家指出，这层云雾的主要组成物质极有可能是甲烷。在着陆之后，“惠更斯”还发现，土卫六表面物质正在不断蒸发，并产生更多的甲烷。通过这些可以推测，早期地球上也存在大量类似甲烷的碳氢化合物。
当科学家们闻到这股和早期地球相似的气体之后，那种兴奋是不言而喻的。参与此次计划的安德鲁·鲍尔博士兴奋得像一个孩子喊道：“天哪！这简直太不可思议了。在对传回的那些照片和数据进行分析之后发现，迷雾般的橙色星球由95％的氮气组成，剩下的气体则是甲烷和其他碳氢化合物。这些大气真的和早期的地球十分相似。这意味着我们真的美梦成真了。”同时，土卫六大气中还有一氧化碳和二氧化碳的痕迹，所有这些都使科学家联想到45亿年前的地球。有天文学家称，土卫六才是太阳系内找到地外生命的最佳地点。它有太多谜团需要人类去解开。
