タイタン、エピメテウス、土星のリングのこの不安定なイメージを理解するのに役立ちますか？

NY Timesの記事「土星の指輪はミニムーンのクルーによって彫刻されている」は非常に興味深いもので、最近の土星のリング衛星であるカッシーニのフライバイ、パン、ダフニス、アトラス、パンドラ、エピメテウスの最近のペイウォール紙へのリンクです。

しかし、以下に示すNY Timesの記事の写真の1つは絶対に理解できません。タイタンは...

1. 土星の環の後ろに、それでも
2. リングの間隔が非常に大きいが、それでも
3. ように見えるピントが合わリングとエピメテウスがフォーカスしている間。

誰かがこれらのすべてが同時に成り立つ方法を理解するのを手伝ってくれますか？

手前にある月のエピメテウスは、土星の輪の上に浮かんでいるように見えます。エピメテウスは、バックグラウンドでタイタンにdされています。CreditNASA/ JPL /宇宙科学研究所

JPL 太陽系シミュレーターはエピメテウスを表示しませんが、2006-04-28 08:12 UTCにエンケのギャップの背後にあるタイタンを表示します。

シミュレートされた表面テクスチャは、おそらく タイタンの大気が比較的透明な赤外線波長のVIMS画像で構成されてい ます。本物のタイタンでは、ヘイズは可視光を非常に強く散乱させるため、表面は不明瞭で、エッジはぼやけています。

ズームアウトすると、リングの外縁付近を非常に浅い角度で見ていることがわかります。これが、彼らがタイタンの10分角の見かけの直径の半分未満をカバーする理由です。

下から見ている間、エピメテウスはリングの上に表示されるため、リングの前になければなりません。

シミュレートされた画像の礼儀NASA / JPL-Caltech

このNASAページには、この写真が2006年4月28日に撮影されたと書かれています。

Celestiaを使用して、私はCassiniから写真と最もよく並ぶ写真を見つけることができました。それは正確には一致しませんが、ソフトウェア内のこれらすべての月（およびカッシーニ）の計算された軌道要素は必ずしも現実に正確に一致するとは限らないため、それは予想されることです。

以下は、このショットの縮小版です。中央にタイタン、上部に点としてエピメテウスが見えます。 そして、これがカッシーニから月へのトップダウンショットです。丸で囲まれているのはエピメテウスとタイタンです。

だからあなたの質問に答えるために：タイタンはエピメテウスと比べて本当に大きく（約50倍）、タイタンには雰囲気があり、ぼやけているように見えます（実際には焦点が合っており、空間内のすべてが非常に遠くにあり、焦点を合わせるために事実上無限にあります） 、リングは非常に斜めになっているため、小さなスライスのみが表示されます。

注：これは、@ Ingolifsの優れた回答に詳細を追加する補足的な回答です。

で、およそ 2006-Apr-28 08:30 UTCカッシーニがタイタンから180万キロと同時にエピメテウスから667000キロでもありました。

JPLのHorizo​​nsを使用して、5分ごとにSaturnボディ中心座標の位置を保存し、以下のpythonスクリプトを実行してプロットしました。この方法で簡単にリングの平面を取得する方法がわかりません。

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()