Оказалось, что самый далекий спутник Сатурна почти круглый, имеет диаметр 220 км и очень темную поверхность; это порадовало тех специалистов, которые видели в Фебе источник материала, отложившегося на темном полушарии Япета. Светлое пятно на Фебе позволило оценить период вращения спутника вокруг оси – между 9 и 10 часами. В отличие от всех остальных лун Сатурна, Феба оказалась несинхронной, а направление ее вращения вокруг оси – обратным. Предположение о том, что она является захваченным примитивным астероидом, стало вполне обоснованным. По окончании съемки Фебы аппарат был вновь сориентирован по β Киля.

Всего «Вояджер-2» сделал в системе Сатурна 11 965 снимков, из которых 34 были потеряны (главным образом во время трех ливней в Австралии) и 111 искажены в процессе передачи.

«Вояджер-2» покинул магнитосферу Сатурна 27 августа в 20:37 и «вывалился» в зону солнечного ветра 30 августа в 01:09 UTC на расстоянии 5,2 млн км (87,0 RS) от планеты. Тем временем 29 августа ученые подвели итоги измерениям радиоизлучения и регистрации энергичных частиц в окрестностях Сатурна. Дональд Гарнетт сообщил о регистрации в диапазоне 3–30 кГц необычных низкочастотных сигналов, напоминающих на слух «переговоры» дельфинов. «Вояджер-1» тоже их «слышал», но на этот раз «звуки» были значительно четче. Наиболее заметными они становились вблизи Тефии и Дионы, причем распространялись только в сторону Сатурна, но не наружу. Гарнетт предположил, что спутники в своем движении вокруг планеты ускоряют электроны и заставляют плазму «звучать».

Оказалось также, что Тефия и Диона «производят» со скоростью до 0,5 кг/с ионы водорода, углерода и кислорода, которые образуют плазменный тор в зоне их орбит с внешней границей между 6 и 7 RS. Общее количество ионизированного кислорода было оценено в 1/15 от массы тора Ио в системе Юпитера, состоящего в основном из серы. Между Дионой и Реей этот «бублик» соприкасался с тором «титановского» нейтрального водорода.

Еще одним результатом пролета «Вояджера-2» стало обнаружение плазменного кольца, проходящего в 785 000 км от центра планеты на освещенной стороне и в 335 000 км на теневой, то есть между орбитами Тефии и Реи. Энергия частиц в этом кольце (30 кэВ и выше) соответствовала температуре от 300 млн до 500 млн К – в 300 раз больше, чем в солнечной короне! Правда, концентрация частиц была очень низкой – примерно 1000 на кубометр.

Еще на первом «Вояджере» радиоастрономы во главе с Джеймсом Уорвиком обнаружили километровое излучение Сатурна с максимумом на частоте 175 кГц и определили полосу длиной 25 000 км, где должен находиться его источник. Пролет второй станции позволил указать его местонахождение на 80° с.ш.; тогда же и там же, над 78° с.ш., «Вояджер-2» наблюдал полярное сияние в виде кольца. Затем выяснилось, что источник выдает свой сигнал раз в сутки, при прохождении через полуденное направление, с периодом 10 ч 39,4 мин, правда, регистрируется он не всегда. Более слабый источник был выявлен и в южной полярной области. Позднее выяснилось: подозрительная активность присуща всему меридиану, на котором лежат оба источника, и, что еще более странно, с выходом этого меридиана из тени на дневную сторону планеты в самой плотной части кольца B начинают быстро, в течение 15–60 минут, в направлении от центра по радиусу развиваться споки. Как это все работает, непонятно до сих пор.

Электростатические разряды длительностью 15–400 мс регистрировались на «Вояджере-2» втрое реже, чем на первом аппарате. На слух они напоминали треск палки, проводимой по забору, а по сути были похожи на земные молнии, вот только мощность их составляла 10–100 МВт и даже выше. Как правило, импульсы приходили на протяжении трех часов и отсутствовали следующие семь часов. Их по-прежнему связывали с кольцом B, с генерацией разрядов при движении находящегося в нем малого спутника, но эта гипотеза не выдержала проверки временем. В конце концов выяснилось, что «сверхмолнии» генерируются в экваториальной зоне Сатурна, в зоне струйного течения, где период также составляет 10 ч 10 мин, в пределах 60° по долготе. Наконец-то все совпало: и источник, и период, и продолжительность регистрации разрядов.

8 сентября операторы провели новый тест сканирующей платформы и вновь столкнулись с ее нештатным поведением. После дополнительных испытаний наземного аналога стало ясно, что проблема вызвана нагревом механизма из-за неэффективной смазки при быстрых разворотах со скоростью 1° в секунду. Износ его частей приводит к образованию металлической пыли, которая в конце концов начинает мешать движению первой шестерни. Нашли и действенный способ восстановления застрявшего привода – термоциклирование в пределах от +10° до –35 ℃. На будущее было решено использовать азимутальный привод лишь в диапазоне от 180 до 270° и на малых скоростях – 0,08°/с и лишь в порядке исключения – 0,33°/с. Алгоритмы управления платформой были откорректированы 16 декабря.

Фаза отлета была омрачена выходом из строя 64-метровой антенны DSS-14 в Голдстоуне из-за неисправности системы гидравлических подшипников. Это случилось 9 сентября; на время ремонта, до 25 сентября, ее функции взяли на себя DSS-12 и DSS-13.

28 сентября 1981 г. «Вояджер-2» завершил свою работу в системе Сатурна. В результате гравитационного маневра аппарат изменил направление движения почти на 90°, а его гелиоцентрическая скорость увеличилась с 16,5 км/с на подлете до 20,4 км/с на отлете. Так аппарат вступил в новую стадию своего полета, названную не без пафоса «межзвездной миссией „Вояджера“ к Урану».