TED2014
Jeremy Kasdin: The flower-shaped starshade that might help us detect Earth-like planets
Jeremy Kasdin: Przesłona gwiezdna w kształcie płatków kwiatu, która może pomóc w odkryciu planet podobnych do Ziemi
Filmed:
Readability: 3.4
1,421,022 views
Astronomowie uważają, że każda gwiazda w galaktyce ma planetę, przy czym na jednej piątej z nich może istnieć życie. Tyle tylko, że nie widzieliśmy jeszcze żadnej z nich. Jeremy Kasdin i jego zespół chcą to zmienić, projektując i konstruując niezwykły sprzęt: przesłonę gwiezdną w kształcie płatków kwiatu, która umożliwi zrobienie zdjęć teleskopem umieszczonym 50 tysięcy kilometrów od niej. Jak mówi, jest to "najfajniejsza dziedzin nauki".
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
Wszechświat jest pełen planet.
00:16
I want us, in the next decade,
1
4118
1876
Chcę, żebyśmy w następnej dekadzie
00:17
to build a space telescope that'll be able to image
2
5994
2393
zbudowali teleskop, który pozwoli uchwycić
00:20
an Earth about another star
3
8387
2101
Ziemię w pobliżu innej gwiazdy
00:22
and figure out whether it can harbor life.
4
10488
2744
i odkryć, czy jest na niej życie.
Razem z pracownikami Labolatorium
Napędu Odrzutowego NASA
Napędu Odrzutowego NASA
00:25
My colleagues at the NASA
Jet Propulsion Laboratory
Jet Propulsion Laboratory
5
13232
2160
00:27
at Princeton and I are working on technology
6
15392
2861
w Princeton pracujemy nad technologią,
00:30
that will be able to do just that in the coming years.
7
18253
3538
która pozwoli to zrealizować
w najbliższych latach.
w najbliższych latach.
00:33
Astronomers now believe that every star
8
21791
1985
Obecnie astronomowie uważają,
że każda gwiazda w galaktyce ma planetę
00:35
in the galaxy has a planet,
9
23776
1940
00:37
and they speculate that up to one fifth of them
10
25716
2276
i szacują, że nawet jedna na pięć
ma planetę jak Ziemia,
00:39
have an Earth-like planet
11
27992
1076
00:41
that might be able to harbor life,
12
29068
1692
na której może istnieć życie,
00:42
but we haven't seen any of them.
13
30760
1762
ale żadnej jeszcze nie widzieliśmy.
00:44
We've only detected them indirectly.
14
32522
2738
Wykrywamy je tylko pośrednio.
00:47
This is NASA's famous picture of the pale blue dot.
15
35260
3233
To jest słynne zdjęcie
"Błękitnej kropki" NASA.
"Błękitnej kropki" NASA.
00:50
It was taken by the Voyager spacecraft in 1990,
16
38493
2797
Zostało zrobione
przez sondę Voyager w 1990 roku,
przez sondę Voyager w 1990 roku,
00:53
when they turned it around as
it was exiting the solar system
it was exiting the solar system
17
41290
2758
kiedy opuszczała Układ Słoneczny
obrócono ją,
obrócono ją,
00:56
to take a picture of the Earth
18
44048
1712
aby zrobiła zdjęcie Ziemi
00:57
from six billion kilometers away.
19
45760
2322
z odległości 6 miliardów kilometrów.
01:00
I want to take that
20
48082
1568
Chcę zrobić takie zdjęcie
01:01
of an Earth-like planet about another star.
21
49650
2582
planety w pobliżu innej gwiazdy.
01:04
Why haven't we done that? Why is that hard?
22
52232
2400
Czemu tego nie zrobiliśmy
i czemu to takie trudne?
i czemu to takie trudne?
01:06
Well to see, let's imagine we take
23
54632
1422
Wyobraźmy sobie, że bierzemy
01:08
the Hubble Space Telescope
24
56054
1946
Kosmiczny Teleskop Hubble'a,
01:10
and we turn it around and we move it out
25
58000
1698
obracamy go i przenosimy
01:11
to the orbit of Mars.
26
59698
1534
na orbitę Marsa.
01:13
We'll see something like that,
27
61232
1208
Zobaczymy coś takiego,
01:14
a slightly blurry picture of the Earth,
28
62440
2068
nieco rozmazany obraz Ziemi,
01:16
because we're a fairly small telescope
29
64508
2321
bo to dość mały teleskop
01:18
out at the orbit of Mars.
30
66829
1539
na orbicie Marsa.
01:20
Now let's move ten times further away.
31
68368
2016
Teraz przenieśmy się dziesięć razy dalej.
01:22
Here we are at the orbit of Uranus.
32
70384
1936
Jesteśmy na orbicie Urana.
01:24
It's gotten smaller, it's got less detail, less resolve.
33
72320
2486
Jest mniejsza, mniej wyraźna.
01:26
We can still see the little moon,
34
74806
1785
Wciąż można dostrzec mały Księżyc,
01:28
but let's go ten times further away again.
35
76591
2113
ale znów przenieśmy się
dziesięć razy dalej.
dziesięć razy dalej.
01:30
Here we are at the edge of the solar system,
36
78704
1731
Jesteśmy na granicy Układu Słonecznego
01:32
out at the Kuiper Belt.
37
80435
1298
w Pasie Kuipera.
01:33
Now it's not resolved at all.
38
81733
1706
Teraz obraz jest całkiem niewyraźny.
01:35
It's that pale blue dot of Carl Sagan's.
39
83439
2664
Teraz to "Błękitna kropka" Carla Sagana.
01:38
But let's move yet again ten times further away.
40
86103
2200
Przenieśmy się znowu dziesięć razy dalej.
01:40
Here we are out at the Oort Cloud,
41
88303
1624
Jesteśmy w Obłoku Oorta
01:41
outside the solar system,
42
89927
1560
poza Układem Słonecznym
01:43
and we're starting to see the sun
43
91487
1616
i zaczynamy widzieć, jak Słońce
przesuwa się w pole widzenia,
01:45
move into the field of view
44
93103
1312
01:46
and get into where the planet is.
45
94415
1464
w miejsce, gdzie jest planeta.
Przenieśmy się dziesięć razy dalej.
01:47
One more time, ten times further away.
46
95879
2131
01:50
Now we're at Alpha Centauri,
47
98010
1653
Jesteśmy przy Alfa Centauri,
najbliższej gwieździe,
01:51
our nearest neighbor star,
48
99663
1240
01:52
and the planet is gone.
49
100903
1349
a planeta zniknęła.
01:54
All we're seeing is the big beaming image of the star
50
102252
2608
Widać tylko promienną gwiazdę
01:56
that's ten billion times brighter than the planet,
51
104860
2957
dziesięć miliardów razy
jaśniejszą niż planeta,
jaśniejszą niż planeta,
która powinna być
w miejscu czerwonego kółka.
w miejscu czerwonego kółka.
01:59
which should be in that little red circle.
52
107817
1806
02:01
That's what we want to see. That's why it's hard.
53
109623
2200
To chcemy zobaczyć.
Dlatego to jest trudne.
Dlatego to jest trudne.
02:03
The light from the star is diffracting.
54
111823
2320
Światło gwiazdy ulega dyfrakcji.
02:06
It's scattering inside the telescope,
55
114143
1741
Rozprasza się wewnątrz teleskopu,
02:07
creating that very bright image
56
115884
1504
tworząc ten jasny obraz,
02:09
that washes out the planet.
57
117388
1752
który zamazuje planetę.
02:11
So to see the planet,
58
119140
1271
Aby więc dostrzec planetę,
02:12
we have to do something about all of that light.
59
120411
2260
trzeba coś zrobić z tym światłem.
02:14
We have to get rid of it.
60
122671
1231
Trzeba się go pozbyć.
02:15
I have a lot of colleagues working on
61
123902
1445
Wielu moich kolegów pracuje
02:17
really amazing technologies to do that,
62
125347
2015
nad niesamowitymi technologiami,
02:19
but I want to tell you about one today
63
127362
1815
ale chcę powiedzieć o jednej,
chyba najfajniejszej
02:21
that I think is the coolest,
64
129177
1497
02:22
and probably the most likely to get us an Earth
65
130674
2200
i najprawdopodobniej ona ukaże nam Ziemię
02:24
in the next decade.
66
132874
1536
w najbliższej dekadzie.
02:26
It was first suggested by Lyman Spitzer,
67
134410
2072
Zaproponował ją Lyman Spitzer,
02:28
the father of the space telescope, in 1962,
68
136482
3160
ojciec kosmicznego teleskopu, w 1962 roku,
02:31
and he took his inspiration from an eclipse.
69
139642
2116
zainspirowany zaćmieniem.
02:33
You've all seen that. That's a solar eclipse.
70
141758
2183
Wszyscy to widzieli - zaćmienie Słońca.
02:35
The moon has moved in front of the sun.
71
143941
2040
Księżyc przesunął się przed Słońce.
02:37
It blocks out most of the light
72
145981
1760
Zasłonił większość światła tak,
02:39
so we can see that dim corona around it.
73
147741
2376
że widać wokół niego przyćmioną koronę.
02:42
It would be the same thing if I put my thumb up
74
150117
1663
To tak, jakbym palcem
02:43
and blocked that spotlight
that's getting right in my eye,
that's getting right in my eye,
75
151780
2585
zasłonił światło wpadające do oka,
02:46
I can see you in the back row.
76
154365
1912
widzę was w tylnym rzędzie.
02:48
Well, what's going on?
77
156277
1302
Co się dzieje?
02:49
Well the moon
78
157579
1945
Księżyc rzuca cień na Ziemię.
02:51
is casting a shadow down on the Earth.
79
159524
2415
02:53
We put a telescope or a camera in that shadow,
80
161939
3235
W tym cieniu umieszczamy
teleskop lub aparat,
teleskop lub aparat,
02:57
we look back at the sun,
81
165174
1511
znów patrzymy na Słońce
i większość światła została usunięta,
02:58
and most of the light's been removed
82
166685
1640
03:00
and we can see that dim, fine structure
83
168325
2090
widać przyćmioną, drobną strukturę
03:02
in the corona.
84
170415
1275
w koronie.
03:03
Spitzer's suggestion was we do this in space.
85
171690
2667
Spitzer proponował zrobić to w kosmosie.
03:06
We build a big screen, we fly it in space,
86
174357
2777
Zbudować wielki ekran, polecieć w kosmos,
03:09
we put it up in front of the star,
87
177134
2047
umieścić go przed gwiazdą,
03:11
we block out most of the light,
88
179181
1784
zasłonić większość światła,
03:12
we fly a space telescope in
that shadow that's created,
that shadow that's created,
89
180965
3016
wysłać kosmiczny teleskop
do uzyskanego cienia,
do uzyskanego cienia,
03:15
and boom, we get to see planets.
90
183981
1777
i bum - możemy zobaczyć planety.
03:17
Well that would look something like this.
91
185758
2663
Tak by to mniej więcej wyglądało.
03:20
So there's that big screen,
92
188421
1589
Jest ogromny ekran
03:22
and there's no planets,
93
190010
875
i nie ma planet,
03:22
because unfortunately it doesn't
actually work very well,
actually work very well,
94
190885
2504
bo niestety to tak nie działa,
03:25
because the light waves of the light and waves
95
193389
2920
gdyż światło faluje
i fale ulegają dyfrakcji wokół tego ekranu
03:28
diffracts around that screen
96
196309
1680
03:29
the same way it did in the telescope.
97
197989
1784
tak samo jak w teleskopie.
03:31
It's like water bending around a rock in a stream,
98
199773
3137
Tak jak woda opływa kamień w strumieniu,
03:34
and all that light just destroys the shadow.
99
202910
1790
światło zakłóca ten cień.
03:36
It's a terrible shadow. And we can't see planets.
100
204700
2673
Okropny cień. I nie widać planet.
03:39
But Spitzer actually knew the answer.
101
207373
1767
Ale Spitzer znał odpowiedź.
03:41
If we can feather the edges, soften those edges
102
209140
2505
Jeśli złagodzi się krawędzie,
03:43
so we can control diffraction,
103
211645
1766
aby kontrolować dyfrakcję,
03:45
well then we can see a planet,
104
213411
1715
można zobaczyć planetę.
03:47
and in the last 10 years or so we've come up
105
215126
1799
Przez 10 ostatnich lat
03:48
with optimal solutions for doing that.
106
216925
2044
znaleziono optymalne rozwiązanie.
03:50
It looks something like that.
107
218969
3532
Wygląda mniej więcej tak.
Nazywamy to przesłoną gwiezdną
z płatków kwiatów.
z płatków kwiatów.
03:54
We call that our flower petal starshade.
108
222501
2345
03:56
If we make the edges of those petals exactly right,
109
224846
2960
Jeśli krawędzie tych płatków
będą odpowiednie,
będą odpowiednie,
to przez ich kontrolę
03:59
if we control their shape,
110
227806
1424
04:01
we can control diffraction,
111
229230
1558
możemy kontrolować dyfrakcję,
04:02
and now we have a great shadow.
112
230788
1446
i uzyskać doskonały cień.
04:04
It's about 10 billion times dimmer than it was before,
113
232234
2644
Jest około 10 miliardów razy
ciemniejszy niż wcześniej
ciemniejszy niż wcześniej
04:06
and we can see the planets beam out just like that.
114
234878
3446
i widać, jak pojawiają się planety.
Musi być oczywiście większe niż palec.
04:10
That, of course, has to be bigger than my thumb.
115
238324
1858
04:12
That starshade is about
116
240182
1458
Ta przesłona gwiezdna
04:13
the size of half a football field
117
241640
1576
jest wielkości połowy boiska
04:15
and it has to fly 50,000 kilometers
away from the telescope
away from the telescope
118
243216
3590
i musi odlecieć na 50 tysięcy kilometrów
od teleskopu,
od teleskopu,
04:18
that has to be held right in its shadow,
119
246806
2060
pozostać dokładnie w cieniu
04:20
and then we can see those planets.
120
248866
1964
i wtedy można zobaczyć planety.
04:22
This sounds formidable,
121
250830
1408
Brzmi to wspaniale,
04:24
but brilliant engineers, colleagues of mine at JPL,
122
252238
3008
ale genialni inżynierowie,
moi koledzy z laboratorium,
moi koledzy z laboratorium,
04:27
came up with a fabulous design for how to do that
123
255246
2880
stworzyli cudowny projekt
uzyskania tego cienia,
uzyskania tego cienia,
04:30
and it looks like this.
124
258126
1074
a wygląda to tak.
04:31
It starts wrapped around a hub.
125
259200
1788
Najpierw jest owinięty wokół centrum.
04:32
It separates from the telescope.
126
260988
1979
Oddziela się od teleskopu.
04:34
The petals unfurl, they open up,
127
262967
2271
Płatki rozwijają się, otwierają,
04:37
the telescope turns around.
128
265238
1760
teleskop obraca się,
04:38
Then you'll see it flip and fly out
129
266998
2144
następnie przekręca się i odlatuje
04:41
that 50,000 kilometers away from the telescope.
130
269142
3215
50 tysięcy kilometrów od teleskopu.
04:44
It's going to move in front of the star
131
272357
2470
Przemieści się przed gwiazdę,
04:46
just like that, creates a wonderful shadow.
132
274827
3283
właśnie tak, tworząc cudowny cień.
04:50
Boom, we get planets orbiting about it.
133
278110
3804
Gotowe, mamy planety
krążące na orbicie.
krążące na orbicie.
04:53
(Applause)
134
281914
1724
(Brawa)
04:55
Thank you.
135
283638
2359
Dziękuję.
04:57
That's not science fiction.
136
285997
1953
To nie jest science fiction.
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
Pracujemy nad tym
od pięciu czy sześciu lat.
od pięciu czy sześciu lat.
05:02
Last summer, we did a really cool test
138
290513
2603
Tego lata przeprowadziliśmy fajny test
05:05
out in California at Northrop Grumman.
139
293116
2439
w Northrop Grumman w Kaliforni.
05:07
So those are four petals.
140
295555
1583
Oto cztery płatki.
05:09
This is a sub-scale star shade.
141
297138
1712
To gwiezdny cień w małej skali.
Jest może połowę mniejszy niż ten,
który widzieliście.
który widzieliście.
05:10
It's about half the size of the one you just saw.
142
298850
2497
05:13
You'll see the petals unfurl.
143
301347
1460
Płatki rozwijają się.
Te cztery płatki zbudowało
czterech studentów
czterech studentów
05:14
Those four petals were built by four undergraduates
144
302807
2067
05:16
doing a summer internship at JPL.
145
304874
2415
w czasie letniego stażu w laboratorium.
05:19
Now you're seeing it deploy.
146
307289
1246
Jak widzicie otwiera się.
05:20
Those petals have to rotate into place.
147
308535
1982
Płatki muszą obrócić się na miejsce.
05:22
The base of those petals
148
310517
1170
Podstawa płatków
05:23
has to go to the same place every time
149
311687
2373
musi zawsze trafić w to samo miejsce
z dokładnością
do dziesiątych części milimetra.
do dziesiątych części milimetra.
05:26
to within a tenth of a millimeter.
150
314060
1623
05:27
We ran this test 16 times,
151
315683
1760
Test przeprowadziliśmy 16 razy
05:29
and 16 times it went into the exact same place
152
317443
2839
i 16 razy trafiła w to samo miejsce
do dziesiątych części milimetra.
05:32
to a tenth of a millimeter.
153
320282
1441
05:33
This has to be done very precisely,
154
321723
1932
Musi to być zrobione bardzo precyzyjnie,
05:35
but if we can do this, if we can build this technology,
155
323655
2508
ale jeśli stworzymy tę technologię
i gdy przeniesiemy ją do kosmosu,
05:38
if we can get it into space,
156
326163
1484
05:39
you might see something like this.
157
327647
1801
można będzie zobaczyć coś takiego.
05:41
That's a picture of one our nearest neighbor stars
158
329448
2272
To zdjęcie jednej z najbliższych gwiazd,
05:43
taken with the Hubble Space Telescope.
159
331720
2594
zrobione Kosmicznym Teleskopem Hubble'a.
05:46
If we can take a similar space telescope,
160
334314
2384
Jeśli będziemy mogli
podobny kosmiczny teleskop,
podobny kosmiczny teleskop,
05:48
slightly larger,
161
336698
1258
trochę większy,
05:49
put it out there,
162
337956
1422
umieścić tam,
a przed niego wysłać przesłonę,
05:51
fly an occulter in front of it,
163
339378
1386
05:52
what we might see is something like that --
164
340764
2190
moglibyśmy zobaczyć coś takiego,
to portret rodzinny naszego
Układu Słonecznego, ale nie naszego.
Układu Słonecznego, ale nie naszego.
05:54
that's a family portrait of our
solar system -- but not ours.
solar system -- but not ours.
165
342954
2936
05:57
We're hoping it'll be someone else's solar system
166
345890
2522
Mamy nadzieję, że będzie to
Układ Słoneczny kogoś innego,
Układ Słoneczny kogoś innego,
06:00
as seen through an occulter,
167
348412
1632
widziany przez gwiezdną przesłonę,
06:02
through a starshade like that.
168
350044
1070
jak ta.
06:03
You can see Jupiter, you can see Saturn,
169
351114
2025
Możecie zobaczyć Jowisza, Saturna,
06:05
Uranus, Neptune, and right there in the center,
170
353139
2623
Urana, Neptuna, a pośrodku,
06:07
next to the residual light
171
355762
1340
obok szczątkowego światła
06:09
is that pale blue dot. That's Earth.
172
357102
1905
jest ta "Błękitna kropka". To Ziemia.
06:11
We want to see that, see if there's water,
173
359007
2374
Chcemy zobaczyć, czy jest tam woda,
tlen, ozon,
06:13
oxygen, ozone,
174
361381
1405
które mogłyby wskazać na to,
czy istnieje na niej życie.
czy istnieje na niej życie.
06:14
the things that might tell us that it could harbor life.
175
362786
2523
06:17
I think this is the coolest possible science.
176
365309
2409
To chyba najfajniejsza dziedzina nauki.
06:19
That's why I got into doing this,
177
367718
1653
Zacząłem to robić,
06:21
because I think that will change the world.
178
369371
1970
bo myślę, że to zmieni świat.
06:23
That will change everything when we see that.
179
371341
2438
Wszystko się zmieni, kiedy to zobaczymy.
06:25
Thank you.
180
373779
1586
Dziękuję.
06:27
(Applause)
181
375365
4000
(Brawa)
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