En spännande resa är på väg att börja för NASA:s rymdskepp Cassini. Ingenjörer har pumpat upp rymdfarkostens bana runt Saturnus i år för att öka dess lutning i förhållande till planetens ekvator och ringar. Och den 30 november, efter en gravitationsknuff från Saturnus måne Titan, Cassini kommer att gå in i den första fasen av uppdragets dramatiska slutspel.

Lanserades 1997, Cassini har turnerat i Saturnussystemet sedan han kom dit 2004 för en närstudie av planeten, dess ringar och månar. Under sin resa, Cassini har gjort många dramatiska upptäckter, inklusive ett globalt hav inom Enceladus och flytande metanhav på Titan.

Mellan 30 november och 22 april, Cassini kommer att cirkla högt över och under Saturnus poler, dykning var sjunde dag – totalt 20 gånger – genom det outforskade området i ytterkanten av huvudringarna.

"Vi kallar den här fasen av uppdraget Cassini's Ring-Grazing Orbits, eftersom vi kommer att skumma förbi ytterkanten av ringarna, sa Linda Spilker, Cassini-projektforskare vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Kalifornien. "Dessutom, vi har två instrument som kan ta prov på partiklar och gaser när vi korsar ringplanet, så på sätt och vis "betar" Cassini också på ringarna."

På många av dessa pass, Cassinis instrument kommer att försöka ta direkt prov på ringpartiklar och molekyler av svaga gaser som finns nära ringarna. Under de två första banorna, rymdfarkosten kommer att passera direkt genom en extremt svag ring som produceras av små meteorer som träffar de två små månarna Janus och Epimetheus. Ringkorsningar i mars och april kommer att skicka rymdfarkosten genom de dammiga yttre delarna av F-ringen.

"Även om vi flyger närmare F-ringen än vi någonsin har gjort, vi kommer fortfarande att vara fler än 4, 850 miles (7, 800 kilometer) avstånd. Det finns väldigt lite oro över dammrisk i det området, sade Earl Maize, Cassini projektledare på JPL.

F-ringen markerar den yttre gränsen för huvudringsystemet; Saturnus har flera andra, mycket svagare ringar som ligger längre från planeten. F-ringen är komplex och förändras ständigt:Cassini-bilder har visat strukturer som ljusa streamers, trasig filament och mörka kanaler som dyker upp och utvecklas under bara timmar. Ringen är också ganska smal - bara cirka 800 kilometer bred. I dess kärna är en tätare region cirka 30 miles (50 kilometer) bred.

Så många sevärdheter att se

Cassinis ringbetande banor erbjuder oöverträffade möjligheter att observera menageriet av små månar som kretsar runt i eller nära ringarnas kanter, inklusive de bästa blickarna någonsin på månarna Pandora, Atlas, Pan och Daphnis.

Att beta kanterna på ringarna kommer också att ge några av de närmaste studierna någonsin av de yttre delarna av Saturnus huvudringar (A, B- och F-ringar). Vissa av Cassinis synpunkter kommer att ha en detaljnivå som inte har setts sedan rymdfarkosten gled precis ovanför dem under sin ankomst 2004. Uppdraget kommer att börja avbilda ringarna i december längs hela deras bredd, lösa detaljer som är mindre än 0,6 mil (1 kilometer) per pixel och bygga upp Cassinis högsta kvalitet kompletta genomsökning av ringarnas invecklade struktur.

Uppdraget kommer att fortsätta att undersöka småskaliga funktioner i A-ringen som kallas "propellrar, " som avslöjar närvaron av osynliga månar. På grund av deras propellerliknande former, forskare har gett några av de mer ihållande funktionerna informella namn inspirerade av kända flygare, inklusive "Earhart". Att observera propellrar i hög upplösning kommer sannolikt att avslöja nya detaljer om deras ursprung och struktur.

Och i mars, medan du färdas genom Saturnus skugga, Cassini kommer att observera ringarna motljus av solen, i hopp om att fånga dammmoln som kastas ut av meteornedslag.

Förbereder för finalen

Under dessa omlopp, Cassini kommer att passera så nära som cirka 56, 000 miles (90, 000 kilometer) ovanför Saturnus molntoppar. Men även med all deras spännande vetenskap, dessa banor är bara ett förspel till de planetbetande pass som ligger framför oss. I april 2017, rymdfarkosten kommer att börja sin Grand Finale-fas.

Efter nästan 20 år i rymden, uppdraget närmar sig sitt slut eftersom rymdfarkosten börjar ta slut på bränsle. Cassini-teamet utformade noggrant finalen för att genomföra en extraordinär vetenskaplig undersökning innan rymdfarkosten skickades in i Saturnus för att skydda dess potentiellt beboeliga månar.

Under den stora finalen, Cassini kommer att passera så nära som 1, 012 miles (1, 628 kilometer) ovanför molnen när den dyker upprepade gånger genom det smala gapet mellan Saturnus och dess ringar, innan det avslutade uppdraget kastar sig in i planetens atmosfär den 15 september. Men innan rymdfarkosten kan hoppa över ringarna för att påbörja sin final, en del förberedande arbete återstår.

Till att börja med, Cassini är planerad att utföra en kort bränning av sin huvudmotor under den första supernära inflygningen till ringarna den 4 december. Denna manöver är viktig för att finjustera omloppsbanan och sätta rätt kurs för att möjliggöra resten av uppdraget.

"Detta kommer att vara den 183:e och sista för närvarande planerade avfyrningen av vår huvudmotor. Även om vi fortfarande kan välja att använda motorn igen, planen är att slutföra de återstående manövrarna med hjälp av thrusters, " sa Majs.

För att ytterligare förbereda, Cassini kommer att observera Saturnus atmosfär under uppdragets ringbetningsfas för att mer exakt bestämma hur långt den sträcker sig ovanför planeten. Forskare har observerat att Saturnus yttersta atmosfär expanderar och drar ihop sig något med årstiderna sedan Cassinis ankomst. Med tanke på denna variation, de kommande uppgifterna kommer att vara viktiga för att hjälpa uppdragsingenjörer att avgöra hur nära de säkert kan flyga rymdfarkosten.