TED2014
Jeremy Kasdin: The flower-shaped starshade that might help us detect Earth-like planets
Jeremy Kasdin: Žiedlapių formos šydas galintis padėti aptikti į Žemę panašias planetas
Filmed:
Readability: 3.4
1,421,022 views
Astronomai mano, kad kiekviena žvaigždė galaktikoje turi savo planetą, o penktadalyje jų gali slypėti gyvybė. Bet mes dar jų nesame matę. Jeremy Kasdin su kolegomis siekia sukurti neparastą įrangą: žiedlapių formos „šydą“, kuris leistų teleskopui už 50 000 kilometrų fotografuoti tokias planetas. Tai, pasak jo, yra „pats šauniausias mokslas“.
Jeremy Kasdin - Planet finder
Using innovative orbiting instruments, aerospace engineer Jeremy Kasdin hunts for the universe’s most elusive objects — potentially habitable worlds. Full bio
Using innovative orbiting instruments, aerospace engineer Jeremy Kasdin hunts for the universe’s most elusive objects — potentially habitable worlds. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:12
The universe is teeming with planets.
0
515
3603
Visatoje knibždėte knibžda
planetos.
planetos.
00:16
I want us, in the next decade,
1
4118
1876
Norėčiau, kad kitą dešimtmetį
00:17
to build a space telescope that'll be able to image
2
5994
2393
sukurtume tokį teleskopą
visatai stebėti,
visatai stebėti,
00:20
an Earth about another star
3
8387
2101
kuris leistų parsisiųsti
į Žemę vaizdų
į Žemę vaizdų
00:22
and figure out whether it can harbor life.
4
10488
2744
ir suprasti, ar žvaigždėje yra gyvybės.
00:25
My colleagues at the NASA
Jet Propulsion Laboratory
Jet Propulsion Laboratory
5
13232
2160
NASA Reaktyvinio judėjimo laboratorija
00:27
at Princeton and I are working on technology
6
15392
2861
Prinstone ir aš bendradarbiaujame
kurdami technologiją,
kurdami technologiją,
00:30
that will be able to do just that in the coming years.
7
18253
3538
kuri būtent tai ir sugebės atlikti
artimiausiais metais.
artimiausiais metais.
00:33
Astronomers now believe that every star
8
21791
1985
Šiandien astronomai mano,
kad galaktikoje
kad galaktikoje
00:35
in the galaxy has a planet,
9
23776
1940
kiekviena žvaigždė turi
savo planetą,
savo planetą,
00:37
and they speculate that up to one fifth of them
10
25716
2276
ir jie spėja, kad penktadalis
žvaigždžių turi
žvaigždžių turi
00:39
have an Earth-like planet
11
27992
1076
planetą kaip Žemė,
00:41
that might be able to harbor life,
12
29068
1692
kurioje galbūt yra gyvybės,
00:42
but we haven't seen any of them.
13
30760
1762
nors tokių dar nesugebėjome
pamatyti.
pamatyti.
00:44
We've only detected them indirectly.
14
32522
2738
Esame aptikę jas tik netiesiogiai.
00:47
This is NASA's famous picture of the pale blue dot.
15
35260
3233
Štai garsioji NASA
blyškiojo mėlynojo taško nuotrauka.
blyškiojo mėlynojo taško nuotrauka.
00:50
It was taken by the Voyager spacecraft in 1990,
16
38493
2797
Ją padarė erdvėlaivis „Voyager“ 1990 m.,
00:53
when they turned it around as
it was exiting the solar system
it was exiting the solar system
17
41290
2758
apsuktas Saulės sistemos pakraštyje,
00:56
to take a picture of the Earth
18
44048
1712
kad padarytų Žemės nuotrauką
00:57
from six billion kilometers away.
19
45760
2322
iš šešių milijardų kilometrų nuotolio.
01:00
I want to take that
20
48082
1568
Aš noriu padaryti tokią kitos
01:01
of an Earth-like planet about another star.
21
49650
2582
į Žemę panašios planetos
ir kitos žvaigždės nuotrauką.
ir kitos žvaigždės nuotrauką.
01:04
Why haven't we done that? Why is that hard?
22
52232
2400
Kodėl dar to nepadarėme?
Kodėl tai sudėtinga?
Kodėl tai sudėtinga?
01:06
Well to see, let's imagine we take
23
54632
1422
Kad suprastume, įsivaizduokime
01:08
the Hubble Space Telescope
24
56054
1946
„Hubble“ teleskopą
01:10
and we turn it around and we move it out
25
58000
1698
apsuktą ir perkeltą
01:11
to the orbit of Mars.
26
59698
1534
į Marso orbitą.
01:13
We'll see something like that,
27
61232
1208
Pamatysime štai ką:
01:14
a slightly blurry picture of the Earth,
28
62440
2068
šiek tiek išplaukusį Žemės vaizdą,
01:16
because we're a fairly small telescope
29
64508
2321
nes esame gan mažas teleskopas
01:18
out at the orbit of Mars.
30
66829
1539
iškeltas prie Marso orbitos.
01:20
Now let's move ten times further away.
31
68368
2016
Dabar nutolkime dar dešimt kartų tiek.
01:22
Here we are at the orbit of Uranus.
32
70384
1936
Štai esame prie Urano orbitos.
01:24
It's gotten smaller, it's got less detail, less resolve.
33
72320
2486
Vaizdas mažesnis, ne toks detalus,
ne toks raiškus.
ne toks raiškus.
01:26
We can still see the little moon,
34
74806
1785
Vis dar matyti mažytis mėnulis,
01:28
but let's go ten times further away again.
35
76591
2113
bet vėl nutolkime dar dešimt kartų.
01:30
Here we are at the edge of the solar system,
36
78704
1731
Atsidūrėme Saulės sistemos paribyje,
01:32
out at the Kuiper Belt.
37
80435
1298
prie Kuiperio juostos.
01:33
Now it's not resolved at all.
38
81733
1706
Dabar vaizdas visai neraiškus.
01:35
It's that pale blue dot of Carl Sagan's.
39
83439
2664
Štai tas blyškusis mėlynasis
Karlo Sagano taškas.
Karlo Sagano taškas.
01:38
But let's move yet again ten times further away.
40
86103
2200
Bet nutolkime dar dešimt kartų toliau.
01:40
Here we are out at the Oort Cloud,
41
88303
1624
Dabar esame prie Oorto Debesies,
01:41
outside the solar system,
42
89927
1560
už Saulės sistemos ribų,
01:43
and we're starting to see the sun
43
91487
1616
ir dabar matome, kaip saulė
01:45
move into the field of view
44
93103
1312
atsiduria vaizdo lauke,
01:46
and get into where the planet is.
45
94415
1464
ten, kur yra planeta.
01:47
One more time, ten times further away.
46
95879
2131
Dar kartą dešimt kartų toliau.
01:50
Now we're at Alpha Centauri,
47
98010
1653
Dabar esame prie Alfa Kentauro,
01:51
our nearest neighbor star,
48
99663
1240
mūsų artimiausios kaimynės
01:52
and the planet is gone.
49
100903
1349
ir planetos jau nebėra.
01:54
All we're seeing is the big beaming image of the star
50
102252
2608
Tematome tik šviečiantį žvaigždės vaizdą,
01:56
that's ten billion times brighter than the planet,
51
104860
2957
kuris dešimt milijardų kartų
ryškesnis už planetą,
ryškesnis už planetą,
01:59
which should be in that little red circle.
52
107817
1806
kuri turėtų būti
raudoname apskritime.
raudoname apskritime.
02:01
That's what we want to see. That's why it's hard.
53
109623
2200
Tai ir norime pamatyti.
Todėl tai ir sunku.
Todėl tai ir sunku.
02:03
The light from the star is diffracting.
54
111823
2320
Nuo žvaigždės sklindanti šviesa
lūžta.
lūžta.
02:06
It's scattering inside the telescope,
55
114143
1741
Ji išsisklaido teleskope
02:07
creating that very bright image
56
115884
1504
sukurdama tą ryškų vaizdą,
02:09
that washes out the planet.
57
117388
1752
kuris užlieja planetą.
02:11
So to see the planet,
58
119140
1271
Kad pamatytume tą planetą,
02:12
we have to do something about all of that light.
59
120411
2260
turime kažką padaryti su ta šviesa.
02:14
We have to get rid of it.
60
122671
1231
Ją reikia pašalinti.
02:15
I have a lot of colleagues working on
61
123902
1445
Kai kurie mano kolegos dirba
02:17
really amazing technologies to do that,
62
125347
2015
būtent ties tokiomis technologijomis,
02:19
but I want to tell you about one today
63
127362
1815
bet šiandien noriu papasakoti
apie tą,
apie tą,
02:21
that I think is the coolest,
64
129177
1497
kuri, mano galva, šauniausia
02:22
and probably the most likely to get us an Earth
65
130674
2200
ir labiausiai pajėgi padaryti
norimą nuotrauką
norimą nuotrauką
02:24
in the next decade.
66
132874
1536
per artimiausią dešimtmetį.
02:26
It was first suggested by Lyman Spitzer,
67
134410
2072
Pirmasis tai pasiūlė Lyman Spitzer,
02:28
the father of the space telescope, in 1962,
68
136482
3160
kosminio teleskopo tėvas, 1962 m.
02:31
and he took his inspiration from an eclipse.
69
139642
2116
Jį įkvėpė vienas užtemimas.
02:33
You've all seen that. That's a solar eclipse.
70
141758
2183
Esate tai matę.
Kalbu apie saulės užtemimą.
Kalbu apie saulės užtemimą.
02:35
The moon has moved in front of the sun.
71
143941
2040
Mėnulis atsiduria priešais saulę.
02:37
It blocks out most of the light
72
145981
1760
Jis uždengia didžiąją dalį šviesos
02:39
so we can see that dim corona around it.
73
147741
2376
ir mes tematome blyškų vainiką aplink.
02:42
It would be the same thing if I put my thumb up
74
150117
1663
Būtų tas pats, jei aš nykščiu
02:43
and blocked that spotlight
that's getting right in my eye,
that's getting right in my eye,
75
151780
2585
uždengčiau tą lempos šviesą,
kuri sklinda man į akis.
kuri sklinda man į akis.
02:46
I can see you in the back row.
76
154365
1912
Matau jus galinėje eilėje.
02:48
Well, what's going on?
77
156277
1302
Kas čia vyksta?
02:49
Well the moon
78
157579
1945
Mėnulis
02:51
is casting a shadow down on the Earth.
79
159524
2415
meta šešėlį ant Žemės.
02:53
We put a telescope or a camera in that shadow,
80
161939
3235
Pastatome teleskopą ar kamerą
tame šešėlyje
tame šešėlyje
02:57
we look back at the sun,
81
165174
1511
ir atsisukame į saulę.
02:58
and most of the light's been removed
82
166685
1640
Didžioji dalis šviesos pašalinta
03:00
and we can see that dim, fine structure
83
168325
2090
ir mes matome blyškią, trapią
struktūrą
struktūrą
03:02
in the corona.
84
170415
1275
vainike.
03:03
Spitzer's suggestion was we do this in space.
85
171690
2667
Spitzer siūlė tą patį padaryti erdvėje.
03:06
We build a big screen, we fly it in space,
86
174357
2777
Pastatome didelę uždangą,
nuskraidiname ją į kosmosą,
nuskraidiname ją į kosmosą,
03:09
we put it up in front of the star,
87
177134
2047
paliekame ją priešais žvaidgždę,
03:11
we block out most of the light,
88
179181
1784
užblokuojame didžiąją dalį šviesos,
03:12
we fly a space telescope in
that shadow that's created,
that shadow that's created,
89
180965
3016
į sukurtą šešėlį nuskraidiname
kosminį teleskopą,
kosminį teleskopą,
03:15
and boom, we get to see planets.
90
183981
1777
ir štai – galime matyti planetas.
03:17
Well that would look something like this.
91
185758
2663
Taip viskas atrodytų.
03:20
So there's that big screen,
92
188421
1589
Didysis ekranas yra,
03:22
and there's no planets,
93
190010
875
o planetų ne,
03:22
because unfortunately it doesn't
actually work very well,
actually work very well,
94
190885
2504
nes, pasirodo, ne viskas
gerai veikia,
gerai veikia,
03:25
because the light waves of the light and waves
95
193389
2920
nes šviesos bangos
03:28
diffracts around that screen
96
196309
1680
užlinksta aplink ekraną
03:29
the same way it did in the telescope.
97
197989
1784
lygiai taip kaip ir teleskope.
03:31
It's like water bending around a rock in a stream,
98
199773
3137
Tarytum vandens tėkmė
aplink akmenį upelyje,
aplink akmenį upelyje,
03:34
and all that light just destroys the shadow.
99
202910
1790
o visa ta šviesa išdarko šešėlį.
03:36
It's a terrible shadow. And we can't see planets.
100
204700
2673
Šešėlis didžiulis.
Ir planetų mes nematome.
Ir planetų mes nematome.
03:39
But Spitzer actually knew the answer.
101
207373
1767
Bet Spitzer juk žinojo atsakymą.
03:41
If we can feather the edges, soften those edges
102
209140
2505
Jei galėtume prislopinti, sušvelninti
kraštus,
kraštus,
03:43
so we can control diffraction,
103
211645
1766
galėtume valdyti difrakciją,
03:45
well then we can see a planet,
104
213411
1715
vadinasi, ir matyti planetą.
03:47
and in the last 10 years or so we've come up
105
215126
1799
Per pastaruosius dešimt metų pavyko
03:48
with optimal solutions for doing that.
106
216925
2044
rasti optimalų sprendimą.
03:50
It looks something like that.
107
218969
3532
Jis maždaug toks.
03:54
We call that our flower petal starshade.
108
222501
2345
Jį vadiname gėlės žiedlapių šydu.
03:56
If we make the edges of those petals exactly right,
109
224846
2960
Jei sukursime tinkamos formos žiedlapius,
03:59
if we control their shape,
110
227806
1424
jei galėsime valdyti šešėlį,
04:01
we can control diffraction,
111
229230
1558
galėsime valdyti difrakciją
04:02
and now we have a great shadow.
112
230788
1446
ir išgauti puikų šešėlį.
04:04
It's about 10 billion times dimmer than it was before,
113
232234
2644
Jis dešimt milijardų kartų
blankesnis nei anksčiau.
blankesnis nei anksčiau.
04:06
and we can see the planets beam out just like that.
114
234878
3446
Ir matome, kaip šviečia planetos.
04:10
That, of course, has to be bigger than my thumb.
115
238324
1858
Na, jis turi būti didesnis už nykštį.
04:12
That starshade is about
116
240182
1458
Šydas maždaug pusės
04:13
the size of half a football field
117
241640
1576
futbolo lauko dydžio.
04:15
and it has to fly 50,000 kilometers
away from the telescope
away from the telescope
118
243216
3590
Ir jis turi nuskristi 50 000 kilometrų
tolyn nuo teleskopo,
tolyn nuo teleskopo,
04:18
that has to be held right in its shadow,
119
246806
2060
jis turi atsidurti tikslioje vietoje
04:20
and then we can see those planets.
120
248866
1964
ir tada pamatysime tas planetas.
04:22
This sounds formidable,
121
250830
1408
Tai atrodo sunkiai įveikiama,
04:24
but brilliant engineers, colleagues of mine at JPL,
122
252238
3008
bet puikūs inžinieriai, mano kolegos
laboratorijoje,
laboratorijoje,
04:27
came up with a fabulous design for how to do that
123
255246
2880
sukūrė nuostabų planą, kaip tai padaryti.
04:30
and it looks like this.
124
258126
1074
Jis maždaug toks.
04:31
It starts wrapped around a hub.
125
259200
1788
Pradžioje šydas apvyniojamas
apie ašį.
apie ašį.
04:32
It separates from the telescope.
126
260988
1979
Jis atsiskiria nuo teleskopo.
04:34
The petals unfurl, they open up,
127
262967
2271
Žiedlapiai skleidžiasi, atsiveria,
04:37
the telescope turns around.
128
265238
1760
teleskopas apsisuka.
04:38
Then you'll see it flip and fly out
129
266998
2144
Tada šydas atsiskiria ir skrenda
04:41
that 50,000 kilometers away from the telescope.
130
269142
3215
50 000 kilometrų tolyn nuo teleskopo.
04:44
It's going to move in front of the star
131
272357
2470
Jis atsidurs priešais žvaigždę,
04:46
just like that, creates a wonderful shadow.
132
274827
3283
štai taip, ir sukurs puikų šešėlį.
04:50
Boom, we get planets orbiting about it.
133
278110
3804
Valio, aplink jį orbitoje planetos.
04:53
(Applause)
134
281914
1724
(Plojimai.)
04:55
Thank you.
135
283638
2359
Ačiū.
04:57
That's not science fiction.
136
285997
1953
Tai ne mokslinė fantastika.
04:59
We've been working on this
for the last five or six years.
for the last five or six years.
137
287950
2563
Šioje srityje dirbame jau
penkerius šešerius metus.
penkerius šešerius metus.
05:02
Last summer, we did a really cool test
138
290513
2603
Pernai vasarą atlikome puikų bandymą
05:05
out in California at Northrop Grumman.
139
293116
2439
Kaliformijoje, Nortrop Gramane.
05:07
So those are four petals.
140
295555
1583
Štai tie keturi žiedlapiai.
05:09
This is a sub-scale star shade.
141
297138
1712
Tai šydo poskalė.
05:10
It's about half the size of the one you just saw.
142
298850
2497
Ji veik perpus mažesnė už ką tik matytą.
05:13
You'll see the petals unfurl.
143
301347
1460
Pamatysite, kaip
skleidžiasi žiedlapiai.
skleidžiasi žiedlapiai.
05:14
Those four petals were built by four undergraduates
144
302807
2067
Tuos keturis žiedlapius sukūrė keturi
05:16
doing a summer internship at JPL.
145
304874
2415
studentai atlikę pas mus
vasaros praktiką.
vasaros praktiką.
05:19
Now you're seeing it deploy.
146
307289
1246
Štai kaip jie skleidžiasi.
05:20
Those petals have to rotate into place.
147
308535
1982
Žiedlapiai turi suktis ir
laiku sustoti.
laiku sustoti.
05:22
The base of those petals
148
310517
1170
Jų pagrindas
05:23
has to go to the same place every time
149
311687
2373
turi kaskart sustoti ten pat
05:26
to within a tenth of a millimeter.
150
314060
1623
milimetro dešimtosios tikslumu.
05:27
We ran this test 16 times,
151
315683
1760
Šį bandymą atlikome 16 kartų
05:29
and 16 times it went into the exact same place
152
317443
2839
ir 16 kartų jis stojo į reikiamas vietas
05:32
to a tenth of a millimeter.
153
320282
1441
reikiamu tikslumu.
05:33
This has to be done very precisely,
154
321723
1932
Tai reikia atlikti labai tiksliai,
05:35
but if we can do this, if we can build this technology,
155
323655
2508
bet jei mums pavyks,
jei technologiją sukursime,
jei technologiją sukursime,
05:38
if we can get it into space,
156
326163
1484
jei nugabensime ją į kosmosą,
05:39
you might see something like this.
157
327647
1801
pamatysite kažką tokio.
05:41
That's a picture of one our nearest neighbor stars
158
329448
2272
Tai mūsų artimiausios kaimynės
nuotrauka
nuotrauka
05:43
taken with the Hubble Space Telescope.
159
331720
2594
atlikta „Hubble“ teleskopu.
05:46
If we can take a similar space telescope,
160
334314
2384
Jei mums pavyktų nugabenti
panašų teleskopą,
panašų teleskopą,
05:48
slightly larger,
161
336698
1258
tik šiek tiek didesnį,
05:49
put it out there,
162
337956
1422
jį palikti reikiamoje vietoje
05:51
fly an occulter in front of it,
163
339378
1386
ir priešais įrengti uždangą,
05:52
what we might see is something like that --
164
340764
2190
galėtumė pamatyti kažką tokio:
05:54
that's a family portrait of our
solar system -- but not ours.
solar system -- but not ours.
165
342954
2936
saulės sistemos šeimos nuotrauka,
bet ji ne mūsų.
bet ji ne mūsų.
05:57
We're hoping it'll be someone else's solar system
166
345890
2522
Mes tikimės, kad tai bus
kažkieno kito saulės sistema
kažkieno kito saulės sistema
06:00
as seen through an occulter,
167
348412
1632
matoma per uždangą,
06:02
through a starshade like that.
168
350044
1070
pro štai tokį šydą.
06:03
You can see Jupiter, you can see Saturn,
169
351114
2025
Matote Jupiterį, Saturną,
06:05
Uranus, Neptune, and right there in the center,
170
353139
2623
Uraną, Neptūną, o štai ten centre
06:07
next to the residual light
171
355762
1340
šviesos ruožo pakraštyje
06:09
is that pale blue dot. That's Earth.
172
357102
1905
yra tas blyškusis mėlynasis taškas.
Žemė.
Žemė.
06:11
We want to see that, see if there's water,
173
359007
2374
Norime pamatyti, ar ten yra vandens,
06:13
oxygen, ozone,
174
361381
1405
deguonies, ozono,
06:14
the things that might tell us that it could harbor life.
175
362786
2523
pamatyti dalykus, kurie parodytų,
ar ten yra gyvybės.
ar ten yra gyvybės.
06:17
I think this is the coolest possible science.
176
365309
2409
Mano galva, tai šauniausias mokslas.
06:19
That's why I got into doing this,
177
367718
1653
Todėl ir aš į tai įsitraukiau.
06:21
because I think that will change the world.
178
369371
1970
Nes tikiu, kad tai pakeis pasaulį.
06:23
That will change everything when we see that.
179
371341
2438
Viskas pasikeis vos tik
mes tai pamatysime.
mes tai pamatysime.
06:25
Thank you.
180
373779
1586
Ačiū.
06:27
(Applause)
181
375365
4000
(Plojimai.)
ABOUT THE SPEAKER
Jeremy Kasdin - Planet finderUsing innovative orbiting instruments, aerospace engineer Jeremy Kasdin hunts for the universe’s most elusive objects — potentially habitable worlds.
Why you should listen
At Princeton’s High Contrast Imaging Laboratory, Jeremy Kasdin is collaborating on a revolutionary space-based observatory that will unveil previously unseen (and possibly Earth-like) planets in other solar systems.
One of the observatory’s startling innovations is the starshade, an orbiting "occulter" that blocks light from distant stars that ordinarily outshine their dim planets, making a clear view impossible. When paired with a space telescope, the starshade adds a new and powerful instrument to NASA’s cosmic detection toolkit.
More profile about the speakerOne of the observatory’s startling innovations is the starshade, an orbiting "occulter" that blocks light from distant stars that ordinarily outshine their dim planets, making a clear view impossible. When paired with a space telescope, the starshade adds a new and powerful instrument to NASA’s cosmic detection toolkit.
Jeremy Kasdin | Speaker | TED.com