ABOUT THE SPEAKER
Jeremy Kasdin - Planet finder
Using 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 speaker
Jeremy Kasdin | Speaker | TED.com
TED2014

Jeremy Kasdin: The flower-shaped starshade that might help us detect Earth-like planets

杰瑞米.卡斯丹: 花型星翳,可能帮助我们检测类似地球的行星

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宇航员们相信在银河系的每个星球都有一个行星,它们中的五分之一可能有生命存在。只是我们还没有看见它们中的任何一个-然而,杰瑞米.卡斯丹和它的同事正在用设计和工程制作的一个非同寻常的设备来寻找改变:一个花瓣-形状的“星翳”会允许望远镜在5万千米以外给行星照相。的确,如他所说,“最酷的可能的科学。”
- Planet finder
Using innovative orbiting instruments, aerospace engineer Jeremy Kasdin hunts for the universe’s most elusive objects — potentially habitable worlds. Full bio

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00:12
The universe宇宙 is teeming丰富的 with planets行星.
0
515
3603
宇宙富含了星球。
00:16
I want us, in the next下一个 decade,
1
4118
1876
我想要我们,在下一个十年
00:17
to build建立 a space空间 telescope望远镜 that'll那会 be able能够 to image图片
2
5994
2393
建造一个宇宙望远镜,那样就可以看见
00:20
an Earth地球 about another另一个 star
3
8387
2101
围绕另外星球的一个地球
00:22
and figure数字 out whether是否 it can harbor港口 life.
4
10488
2744
并且弄清楚它是否能存活生命。
00:25
My colleagues同事 at the NASANASA
Jet喷射 Propulsion动力 Laboratory实验室
5
13232
2160
我在NASA普林斯顿喷射动力实验室
00:27
at Princeton普林斯顿 and I are working加工 on technology技术
6
15392
2861
的同事们和我正在致力于一项技术
00:30
that will be able能够 to do just that in the coming未来 years年份.
7
18253
3538
在即将来到的年月里,将能够达到那个目的。
00:33
Astronomers天文学家 now believe that every一切 star
8
21791
1985
宇航员现在相信银河系的每个星球
00:35
in the galaxy星系 has a planet行星,
9
23776
1940
都有一个行星,
00:37
and they speculate推测 that up to one fifth第五 of them
10
25716
2276
并且他们推测他们中间的五分之一
00:39
have an Earth-like类似地球 planet行星
11
27992
1076
有着一个类似地球的行星
00:41
that might威力 be able能够 to harbor港口 life,
12
29068
1692
可能会存在生命,
00:42
but we haven't没有 seen看到 any of them.
13
30760
1762
但是我们还没有看见他们中的任何一个
00:44
We've我们已经 only detected检测 them indirectly间接.
14
32522
2738
我们只是间接地测试到了它们。
00:47
This is NASA's美国航空航天局 famous著名 picture图片 of the pale苍白 blue蓝色 dot.
15
35260
3233
这是NASA 著名的淡蓝色点的图像。
00:50
It was taken采取 by the Voyager航海家 spacecraft宇宙飞船 in 1990,
16
38493
2797
是1990年由航天宇宙飞船摄制的,
00:53
when they turned转身 it around as
it was exiting退出 the solar太阳能 system系统
17
41290
2758
当它们飞出地球作为太阳系的一个存在
00:56
to take a picture图片 of the Earth地球
18
44048
1712
给地球照照片
00:57
from six billion十亿 kilometers公里 away.
19
45760
2322
从六千万千米以外
01:00
I want to take that
20
48082
1568
我想要
01:01
of an Earth-like类似地球 planet行星 about another另一个 star.
21
49650
2582
给围绕另外一个星球的像地球模样的行星照相
01:04
Why haven't没有 we doneDONE that? Why is that hard?
22
52232
2400
我们为什么还没有那样做呢?那为什么很难呢?
01:06
Well to see, let's imagine想像 we take
23
54632
1422
好吧,来看看,让我们想像我们带着
01:08
the Hubble哈勃 Space空间 Telescope望远镜
24
56054
1946
哈勃宇宙望远镜
01:10
and we turn it around and we move移动 it out
25
58000
1698
我们掉转方向,并且把它从
01:11
to the orbit轨道 of Mars火星.
26
59698
1534
火星的轨道中挪出来
01:13
We'll see something like that,
27
61232
1208
我们会看到有些东西像那样,
01:14
a slightly blurry模糊 picture图片 of the Earth地球,
28
62440
2068
一个很轻微的模糊的地球的照片,
01:16
because we're a fairly相当 small telescope望远镜
29
64508
2321
因为我们是相对很小的望远镜
01:18
out at the orbit轨道 of Mars火星.
30
66829
1539
在火星的轨道上。
01:20
Now let's move移动 ten times further进一步 away.
31
68368
2016
现在让我们把它移到十倍遥远的地方。
01:22
Here we are at the orbit轨道 of Uranus天王星.
32
70384
1936
现在我们在天王星的轨道上。
01:24
It's gotten得到 smaller, it's got less detail详情, less resolve解决.
33
72320
2486
它变小了,细节更少,分辨率更低。
01:26
We can still see the little moon月亮,
34
74806
1785
我们还是能看到小小的月亮,
01:28
but let's go ten times further进一步 away again.
35
76591
2113
但现在让我们再次行进到十倍遥远
01:30
Here we are at the edge边缘 of the solar太阳能 system系统,
36
78704
1731
这儿是我们在银河系的边界,
01:32
out at the Kuiper柯伊伯 Belt.
37
80435
1298
在柯伊伯带之外。
01:33
Now it's not resolved解决 at all.
38
81733
1706
现在完全不能分辨了。
01:35
It's that pale苍白 blue蓝色 dot of Carl卡尔 Sagan's萨根.
39
83439
2664
它是那个是凯尔.赛甘的淡蓝点
01:38
But let's move移动 yet然而 again ten times further进一步 away.
40
86103
2200
但是,让我们再移到又一个十倍遥远的距离
01:40
Here we are out at the Oort奥尔特 Cloud,
41
88303
1624
这时我们在奥尔特云以外,
01:41
outside the solar太阳能 system系统,
42
89927
1560
在银河系以外了,
01:43
and we're starting开始 to see the sun太阳
43
91487
1616
我们开始见到太阳
01:45
move移动 into the field领域 of view视图
44
93103
1312
移动到可见的地方
01:46
and get into where the planet行星 is.
45
94415
1464
照进行星所在处
01:47
One more time, ten times further进一步 away.
46
95879
2131
再一次,十倍更远的距离
01:50
Now we're at AlphaΑ Centauri半人马座,
47
98010
1653
现在我们在阿尔法半人马座,
01:51
our nearest最近的 neighbor邻居 star,
48
99663
1240
靠我们最近的星球,
01:52
and the planet行星 is gone走了.
49
100903
1349
行星不见了,
我们所看见的是一个星球的巨大光柱。
01:54
All we're seeing眼看 is the big beaming聚束 image图片 of the star
50
102252
2608
那比行星耀眼一百亿倍,
01:56
that's ten billion十亿 times brighter光明 than the planet行星,
51
104860
2957
01:59
which哪一个 should be in that little red circle.
52
107817
1806
应该是在那个小小的红色圈子里。
02:01
That's what we want to see. That's why it's hard.
53
109623
2200
那就是我们想看见的。那就是它为什么这么艰难的缘故。
从星球而来的光是衍射的。
02:03
The light from the star is diffracting衍射.
54
111823
2320
在望远镜内分散,
02:06
It's scattering散射 inside the telescope望远镜,
55
114143
1741
02:07
creating创建 that very bright image图片
56
115884
1504
造成了很明亮的图像
02:09
that washes out the planet行星.
57
117388
1752
冲淡了行星的光亮
02:11
So to see the planet行星,
58
119140
1271
那样的话,要看到行星,
02:12
we have to do something about all of that light.
59
120411
2260
我们不得不对那些光做些事情。
我们必须消除它。
02:14
We have to get rid摆脱 of it.
60
122671
1231
我有很多同事们正在致力于
02:15
I have a lot of colleagues同事 working加工 on
61
123902
1445
02:17
really amazing惊人 technologies技术 to do that,
62
125347
2015
用真正的神奇的技术处理那个,
但今天我想要告诉你们的
02:19
but I want to tell you about one today今天
63
127362
1815
我认为是最酷的,
02:21
that I think is the coolest最酷,
64
129177
1497
最可能的给我们一个地球
02:22
and probably大概 the most likely容易 to get us an Earth地球
65
130674
2200
02:24
in the next下一个 decade.
66
132874
1536
可能在下一个十年。
它最先由莱曼.思庇哲提议
02:26
It was first suggested建议 by Lyman莱曼 Spitzer斯皮策,
67
134410
2072
02:28
the father父亲 of the space空间 telescope望远镜, in 1962,
68
136482
3160
他是天文望远镜之父,在1962年
02:31
and he took his inspiration灵感 from an eclipse.
69
139642
2116
他带着他从一次日食而来的灵感
你们已经看到,那是太阳系的日食。
02:33
You've all seen看到 that. That's a solar太阳能 eclipse.
70
141758
2183
02:35
The moon月亮 has moved移动 in front面前 of the sun太阳.
71
143941
2040
月亮已经移到太阳的前面。
它挡住了大部分的光
02:37
It blocks out most of the light
72
145981
1760
所以我们能看到的是那种微弱的围绕它的光晕
02:39
so we can see that dim暗淡 corona电晕 around it.
73
147741
2376
02:42
It would be the same相同 thing if I put my thumb拇指 up
74
150117
1663
如果我把我的大拇指竖起来也会是同样的
而且封锁了将要射进我眼里的光点
02:43
and blocked受阻 that spotlight聚光灯
that's getting得到 right in my eye,
75
151780
2585
我能看见你在最后一排。
02:46
I can see you in the back row.
76
154365
1912
好了,怎么一回事呢?
02:48
Well, what's going on?
77
156277
1302
好吧,是月亮
02:49
Well the moon月亮
78
157579
1945
在地球上投下了一个阴影
02:51
is casting铸件 a shadow阴影 down on the Earth地球.
79
159524
2415
我们在那个阴影里放了一座望远镜或者一架照相机
02:53
We put a telescope望远镜 or a camera相机 in that shadow阴影,
80
161939
3235
02:57
we look back at the sun太阳,
81
165174
1511
我们回看着太阳,
02:58
and most of the light's轻的 been removed去除
82
166685
1640
大部分的光被挡住了
03:00
and we can see that dim暗淡, fine structure结构体
83
168325
2090
而且我们能看到那个微弱的,细致的结构
03:02
in the corona电晕.
84
170415
1275
在光晕里的。
03:03
Spitzer's斯皮策 suggestion建议 was we do this in space空间.
85
171690
2667
思庇哲建议的是我们在宇宙里这样做
我们要飞进宇宙,我们要建立一个大屏幕,
03:06
We build建立 a big screen屏幕, we fly it in space空间,
86
174357
2777
03:09
we put it up in front面前 of the star,
87
177134
2047
我们把它放在星球之前,
我们把大部分光都挡住
03:11
we block out most of the light,
88
179181
1784
03:12
we fly a space空间 telescope望远镜 in
that shadow阴影 that's created创建,
89
180965
3016
我们带着一架望远镜在人为的阴影中飞翔在宇宙,
03:15
and boom繁荣, we get to see planets行星.
90
183981
1777
妙极了,我们就看见了行星。
03:17
Well that would look something like this.
91
185758
2663
好吧,那就像看见了这样的东西。
03:20
So there's that big screen屏幕,
92
188421
1589
这儿是那个大荧幕,
也没有什么行星,
03:22
and there's no planets行星,
93
190010
875
03:22
because unfortunately不幸 it doesn't
actually其实 work very well,
94
190885
2504
因为很不幸地它并不怎么起作用,
03:25
because the light waves波浪 of the light and waves波浪
95
193389
2920
因为光波的光和波
03:28
diffracts衍射 around that screen屏幕
96
196309
1680
在荧幕周围衍射
03:29
the same相同 way it did in the telescope望远镜.
97
197989
1784
跟在望远镜里是一样的。
03:31
It's like water bending弯曲 around a rock in a stream,
98
199773
3137
就像水绕着石头形成的溪流
所有的光只是毁掉了阴影。
03:34
and all that light just destroys破阵 the shadow阴影.
99
202910
1790
03:36
It's a terrible可怕 shadow阴影. And we can't see planets行星.
100
204700
2673
它是一个可怕的阴霾,我们看不见行星。
但思庇哲实际上知道这个答案。
03:39
But Spitzer斯皮策 actually其实 knew知道 the answer回答.
101
207373
1767
03:41
If we can feather羽毛 the edges边缘, soften软化 those edges边缘
102
209140
2505
如果我们能把边缘弄成羽毛状,把边缘变成柔软的
03:43
so we can control控制 diffraction衍射,
103
211645
1766
那么我们就能控制衍射,
03:45
well then we can see a planet行星,
104
213411
1715
那么我们就能看到行星,
03:47
and in the last 10 years年份 or so we've我们已经 come up
105
215126
1799
于是在过去十年,我们就有了
03:48
with optimal最佳 solutions解决方案 for doing that.
106
216925
2044
那样做的光学解决办法。
03:50
It looks容貌 something like that.
107
218969
3532
它看起来就像那个样子。
03:54
We call that our flower petal花瓣 starshadestarshade.
108
222501
2345
我们叫它做我们的花瓣星翳。
03:56
If we make the edges边缘 of those petals花瓣 exactly究竟 right,
109
224846
2960
如果我们把这些花瓣的边缘做得正好正确,
03:59
if we control控制 their shape形状,
110
227806
1424
如果我们控制它们的形状,
04:01
we can control控制 diffraction衍射,
111
229230
1558
我们就可以控制衍射,
04:02
and now we have a great shadow阴影.
112
230788
1446
现在我们有了巨大的阴影。
04:04
It's about 10 billion十亿 times dimmer调光器 than it was before,
113
232234
2644
大约比以前的暗淡了100亿倍,
接下来,我们能看见行星的光柱就像那个样子。
04:06
and we can see the planets行星 beam光束 out just like that.
114
234878
3446
04:10
That, of course课程, has to be bigger than my thumb拇指.
115
238324
1858
那,当然,一定要比我的拇指大。
04:12
That starshadestarshade is about
116
240182
1458
那个星翳的尺寸大约
04:13
the size尺寸 of half a football足球 field领域
117
241640
1576
半个足球场那么大
04:15
and it has to fly 50,000 kilometers公里
away from the telescope望远镜
118
243216
3590
并且它必须飞到望远镜以外的5万千米
在那儿它必须停在它的阴影中间,
04:18
that has to be held保持 right in its shadow阴影,
119
246806
2060
04:20
and then we can see those planets行星.
120
248866
1964
然后我们就能看到那些行星。
04:22
This sounds声音 formidable强大,
121
250830
1408
这个听起来艰巨
04:24
but brilliant辉煌 engineers工程师, colleagues同事 of mine at JPLJPL,
122
252238
3008
但卓越的工程师们,我的JPL的同事们
04:27
came来了 up with a fabulous极好 design设计 for how to do that
123
255246
2880
想出了制作那个的极好的设计
04:30
and it looks容貌 like this.
124
258126
1074
它看起来就像这个样子。
04:31
It starts启动 wrapped包裹 around a hub枢纽.
125
259200
1788
它开始围绕着一个枢纽。
04:32
It separates中隔离 from the telescope望远镜.
126
260988
1979
它可以从望远镜分离。
04:34
The petals花瓣 unfurl, they open打开 up,
127
262967
2271
花瓣撑着,全部打开,
04:37
the telescope望远镜 turns around.
128
265238
1760
望远镜旋转过来,
04:38
Then you'll你会 see it flip翻动 and fly out
129
266998
2144
然后你会看到它翻转并且飞出
04:41
that 50,000 kilometers公里 away from the telescope望远镜.
130
269142
3215
到离开望远镜5万千米以外
它会移动到星球前面
04:44
It's going to move移动 in front面前 of the star
131
272357
2470
就像那样,营造一个神奇的阴影。
04:46
just like that, creates创建 a wonderful精彩 shadow阴影.
132
274827
3283
04:50
Boom繁荣, we get planets行星 orbiting轨道 about it.
133
278110
3804
妙极了,我们得到它的行星轨道。
04:53
(Applause掌声)
134
281914
1724
鼓掌
04:55
Thank you.
135
283638
2359
谢谢你们。
04:57
That's not science科学 fiction小说.
136
285997
1953
那不是科幻小说。
04:59
We've我们已经 been working加工 on this
for the last five or six years年份.
137
287950
2563
我们已经工作了五六年
05:02
Last summer夏季, we did a really cool test测试
138
290513
2603
去年夏天,我们做了一个很酷的试验
05:05
out in California加州 at Northrop诺斯罗普 Grumman格鲁曼公司.
139
293116
2439
在加州的诺斯洛浦.格鲁门公司。
05:07
So those are four petals花瓣.
140
295555
1583
那是四个花瓣,
05:09
This is a sub-scale分度 star shade阴凉处.
141
297138
1712
这是一个亚尺寸的星翳
05:10
It's about half the size尺寸 of the one you just saw.
142
298850
2497
是你才看到的一半大小。
05:13
You'll你会 see the petals花瓣 unfurl.
143
301347
1460
你会看见撑开的花瓣。
05:14
Those four petals花瓣 were built内置 by four undergraduates本科生
144
302807
2067
这四个花瓣由四个大学生组建
05:16
doing a summer夏季 internship实习 at JPLJPL.
145
304874
2415
他们在JPL做夏天的实习。
05:19
Now you're seeing眼看 it deploy部署.
146
307289
1246
现在你看到它的配置。
05:20
Those petals花瓣 have to rotate回转 into place地点.
147
308535
1982
这些花瓣必须旋转到位。
这些花瓣的底部
05:22
The base基础 of those petals花瓣
148
310517
1170
05:23
has to go to the same相同 place地点 every一切 time
149
311687
2373
每次必须走到同一个地方
05:26
to within a tenth第十 of a millimeter毫米.
150
314060
1623
在十分之一毫米之间
05:27
We ran this test测试 16 times,
151
315683
1760
我们试验了十六次,
05:29
and 16 times it went into the exact精确 same相同 place地点
152
317443
2839
十六次它都进入了的的确确的同一个地方
在十分之一毫米处。
05:32
to a tenth第十 of a millimeter毫米.
153
320282
1441
这必须做得非常精确,
05:33
This has to be doneDONE very precisely恰恰,
154
321723
1932
05:35
but if we can do this, if we can build建立 this technology技术,
155
323655
2508
但如果我们能做到这个,如果我们能建造这个技术,
05:38
if we can get it into space空间,
156
326163
1484
如果我们能把它带入宇宙,
05:39
you might威力 see something like this.
157
327647
1801
你也许可以看见像这样的一些东西。
05:41
That's a picture图片 of one our nearest最近的 neighbor邻居 stars明星
158
329448
2272
那是最靠近我们的邻居星球的图片
05:43
taken采取 with the Hubble哈勃 Space空间 Telescope望远镜.
159
331720
2594
是用哈勃望远镜摄制的。
如果我们能带着类似的望远镜,
05:46
If we can take a similar类似 space空间 telescope望远镜,
160
334314
2384
05:48
slightly larger,
161
336698
1258
稍微大一些的
05:49
put it out there,
162
337956
1422
把它发放到那里,
05:51
fly an occulterocculter in front面前 of it,
163
339378
1386
在它前面飞起一个遮光体,
05:52
what we might威力 see is something like that --
164
340764
2190
我们有可能看到像那样的东西-
那是我们太阳系的家庭合照-但不是我们的,
05:54
that's a family家庭 portrait肖像 of our
solar太阳能 system系统 -- but not ours我们的.
165
342954
2936
05:57
We're hoping希望 it'll它会 be someone有人 else's别人的 solar太阳能 system系统
166
345890
2522
我们希望它会是其他人的太阳系
通过遮光体看到的,
06:00
as seen看到 through通过 an occulterocculter,
167
348412
1632
06:02
through通过 a starshadestarshade like that.
168
350044
1070
通过那样一个星翳。
06:03
You can see Jupiter木星, you can see Saturn土星,
169
351114
2025
你能看到木星,你能看到土星,
06:05
Uranus天王星, Neptune海王星, and right there in the center中央,
170
353139
2623
天王星,海王星,并且在正中间这儿
挨着这点儿余光
06:07
next下一个 to the residual剩余的 light
171
355762
1340
06:09
is that pale苍白 blue蓝色 dot. That's Earth地球.
172
357102
1905
是那个淡蓝的圆点。那就是地球。
06:11
We want to see that, see if there's water,
173
359007
2374
我们想看到那个,看看那里是否有水,
06:13
oxygen, ozone臭氧,
174
361381
1405
氧气,大气层,
这些东西可以告诉我们它是否能让生命存活。
06:14
the things that might威力 tell us that it could harbor港口 life.
175
362786
2523
06:17
I think this is the coolest最酷 possible可能 science科学.
176
365309
2409
我以为这是最酷的有可能实现的科学
06:19
That's why I got into doing this,
177
367718
1653
那就是我为什么专注于此,
06:21
because I think that will change更改 the world世界.
178
369371
1970
因为我认为那会改变世界。
06:23
That will change更改 everything when we see that.
179
371341
2438
那会改变每一件事,当我们看见那个行星的时候
感谢你们
06:25
Thank you.
180
373779
1586
鼓掌
06:27
(Applause掌声)
181
375365
4000
Translated by Yuanqing Edberg
Reviewed by Vivian CUI

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ABOUT THE SPEAKER
Jeremy Kasdin - Planet finder
Using 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 speaker
Jeremy Kasdin | Speaker | TED.com