TED2014
Jeremy Kasdin: The flower-shaped starshade that might help us detect Earth-like planets
Jeremy Kasdin: A sombra estelar, em forma de flor, que poderá ajudar-nos a detectar planetas semelhantes à Terra,
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Os astrônomos acreditam que toda estrela em uma galáxia tem um planeta, um quinto dos quais poderia abrigar a vida. Nós não podemos vê-los, ainda. Jeremy Kasdin e sua equipe estão procurando mudar isto por meio do projeto e da construção de um equipamento: uma “sombra estelar”, com a forma de uma pétala de flor, a qual torna possível um telescópio fotografar planetas a 50.000 quilômetros de distância. É, como ele diz,
a “ciência mais legal possível.”
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
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00:12
The universe is teeming with planets.
0
515
3603
O universo está cheio de planetas.
00:16
I want us, in the next decade,
1
4118
1876
Desejo que, na próxima década,
00:17
to build a space telescope that'll be able to image
2
5994
2393
possamos construir um telescópio espacial
capaz de obter a imagem
00:20
an Earth about another star
3
8387
2101
de uma Terra que gira
em torno de uma estrela
em torno de uma estrela
00:22
and figure out whether it can harbor life.
4
10488
2744
e avaliarmos se ela é capaz
de abrigar a vida.
de abrigar a vida.
00:25
My colleagues at the NASA
Jet Propulsion Laboratory
Jet Propulsion Laboratory
5
13232
2160
Eu e meus colegas do Laboratório
de Propulsão a Jato da Nasa,
de Propulsão a Jato da Nasa,
00:27
at Princeton and I are working on technology
6
15392
2861
em Princeton, estamos
desenvolvendo uma tecnologia
desenvolvendo uma tecnologia
00:30
that will be able to do just that in the coming years.
7
18253
3538
que poderá fazer isto
nos próximos anos.
nos próximos anos.
00:33
Astronomers now believe that every star
8
21791
1985
Atualmente, os astrônomos acreditam
que toda estrela
que toda estrela
00:35
in the galaxy has a planet,
9
23776
1940
em uma galáxia tem um planeta
00:37
and they speculate that up to one fifth of them
10
25716
2276
e especulam que até um quinto deles
00:39
have an Earth-like planet
11
27992
1076
tem um planeta semelhante à Terra
00:41
that might be able to harbor life,
12
29068
1692
que poderia sustentar a vida,
00:42
but we haven't seen any of them.
13
30760
1762
mas não vimos nenhum deles.
00:44
We've only detected them indirectly.
14
32522
2738
Nós os dectamos
apenas de modo indireto.
apenas de modo indireto.
Esta é a famosa foto da Nasa
00:47
This is NASA's famous picture of the pale blue dot.
15
35260
3233
do tênue ponto azul.
00:50
It was taken by the Voyager spacecraft in 1990,
16
38493
2797
Ela foi tirada pela nave espacial
Voyager em 1990,
Voyager em 1990,
00:53
when they turned it around as
it was exiting the solar system
it was exiting the solar system
17
41290
2758
quando eles a giraram sobre si mesma,
ao deixar o sistema solar,
ao deixar o sistema solar,
00:56
to take a picture of the Earth
18
44048
1712
para tirar uma fotografia da Terra
00:57
from six billion kilometers away.
19
45760
2322
a 6 bilhões de quilômetros de distância.
01:00
I want to take that
20
48082
1568
Quero tirar uma foto como aquela
01:01
of an Earth-like planet about another star.
21
49650
2582
de um planeta semelhante à Terra,
que gire em volta de outra estrela.
que gire em volta de outra estrela.
01:04
Why haven't we done that? Why is that hard?
22
52232
2400
Por que ainda não o fizemos?
Por que é tão difícil?
Por que é tão difícil?
01:06
Well to see, let's imagine we take
23
54632
1422
Para entender, vamos imaginar
01:08
the Hubble Space Telescope
24
56054
1946
que façamos o telescópio espacial Hubble
01:10
and we turn it around and we move it out
25
58000
1698
girar em torno de si mesmo
01:11
to the orbit of Mars.
26
59698
1534
e que o coloquemos na órbita de Marte.
01:13
We'll see something like that,
27
61232
1208
Veríamos algo como isto,
01:14
a slightly blurry picture of the Earth,
28
62440
2068
uma foto da Terra levemente desfocada,
01:16
because we're a fairly small telescope
29
64508
2321
por se tratar de um telescópio bem pequeno
01:18
out at the orbit of Mars.
30
66829
1539
na órbita de Marte.
01:20
Now let's move ten times further away.
31
68368
2016
Agora vamos nos afastar
para uma distância 10 vezes maior.
para uma distância 10 vezes maior.
01:22
Here we are at the orbit of Uranus.
32
70384
1936
Aqui estamos na órbita de Urânio.
01:24
It's gotten smaller, it's got less detail, less resolve.
33
72320
2486
Ficou menor, com menos detalhes,
menor resolução.
menor resolução.
01:26
We can still see the little moon,
34
74806
1785
Ainda podemos ver a pequena lua,
01:28
but let's go ten times further away again.
35
76591
2113
Vamos ficar novamente
dez vezes mais distantes.
dez vezes mais distantes.
01:30
Here we are at the edge of the solar system,
36
78704
1731
Aqui estamos no limite
do sistema solar,
do sistema solar,
01:32
out at the Kuiper Belt.
37
80435
1298
no Cinturão de Kuiper.
01:33
Now it's not resolved at all.
38
81733
1706
Agora não existe resolução alguma.
01:35
It's that pale blue dot of Carl Sagan's.
39
83439
2664
É o tênue ponto azul de Carl Sagan.
01:38
But let's move yet again ten times further away.
40
86103
2200
Vamos nos afastar de novo
para 10 vezes mais longe.
para 10 vezes mais longe.
01:40
Here we are out at the Oort Cloud,
41
88303
1624
Aqui estamos na Núvem de Oort,
01:41
outside the solar system,
42
89927
1560
fora do sistema solar,
01:43
and we're starting to see the sun
43
91487
1616
começamos a ver o sol
01:45
move into the field of view
44
93103
1312
entrar no campo de visão,
01:46
and get into where the planet is.
45
94415
1464
e ficar onde está o planeta.
01:47
One more time, ten times further away.
46
95879
2131
Mais uma vez, 10 vezes mais longe.
01:50
Now we're at Alpha Centauri,
47
98010
1653
Agora estamos na Alfa Centauri,
01:51
our nearest neighbor star,
48
99663
1240
A estrela mais próxima de nós
01:52
and the planet is gone.
49
100903
1349
e o planeta se foi.
01:54
All we're seeing is the big beaming image of the star
50
102252
2608
Tudo o que vemos é a imagem
muito brilhante da estrela
muito brilhante da estrela
01:56
that's ten billion times brighter than the planet,
51
104860
2957
que é 10 bilhões de vezes
mais brilhante que o planeta,
mais brilhante que o planeta,
01:59
which should be in that little red circle.
52
107817
1806
o qual deve estar dentro
daquele pequeno círculo vermelho.
daquele pequeno círculo vermelho.
02:01
That's what we want to see. That's why it's hard.
53
109623
2200
É o que queremos ver.
É por isso que é tão difícil.
É por isso que é tão difícil.
02:03
The light from the star is diffracting.
54
111823
2320
A luz que vem da estrela sofre difração.
02:06
It's scattering inside the telescope,
55
114143
1741
Ela é espalhada dentro do telescópio,
02:07
creating that very bright image
56
115884
1504
criando aquela imagem muito brilhante
02:09
that washes out the planet.
57
117388
1752
que faz o planeta ficar invisível.
02:11
So to see the planet,
58
119140
1271
Para ver o planeta,
02:12
we have to do something about all of that light.
59
120411
2260
devemos fazer alguma coisa
com toda aquela luz.
com toda aquela luz.
02:14
We have to get rid of it.
60
122671
1231
Temos que nos livar dela.
02:15
I have a lot of colleagues working on
61
123902
1445
Tenho muitos colegas que desenvolvem
02:17
really amazing technologies to do that,
62
125347
2015
tecnologias realmente maravilhosas
para esta finalidade,
para esta finalidade,
02:19
but I want to tell you about one today
63
127362
1815
mas hoje eu quero falar com vocês
02:21
that I think is the coolest,
64
129177
1497
de uma que eu acho
que é a mais legal de todas,
que é a mais legal de todas,
02:22
and probably the most likely to get us an Earth
65
130674
2200
a que mais provavelmente
nos dará uma Terra
nos dará uma Terra
02:24
in the next decade.
66
132874
1536
na próxima década.
02:26
It was first suggested by Lyman Spitzer,
67
134410
2072
O primeiro a propô-la foi Lyman Spizer,
02:28
the father of the space telescope, in 1962,
68
136482
3160
o pai do telescópio espacial, em 1962,
02:31
and he took his inspiration from an eclipse.
69
139642
2116
que se inspirou em um eclipse.
02:33
You've all seen that. That's a solar eclipse.
70
141758
2183
Vocês já viram isto. É um eclipse solar.
02:35
The moon has moved in front of the sun.
71
143941
2040
A Lua fica na frente do Sol.
02:37
It blocks out most of the light
72
145981
1760
Ela bloqueia a maior parte da luz
02:39
so we can see that dim corona around it.
73
147741
2376
e assim podemos ver
aquela coroa difusa ao seu redor.
aquela coroa difusa ao seu redor.
02:42
It would be the same thing if I put my thumb up
74
150117
1663
Seria a mesma coisa
se eu erguesse meu polegar
se eu erguesse meu polegar
02:43
and blocked that spotlight
that's getting right in my eye,
that's getting right in my eye,
75
151780
2585
e bloqueasse com ele a luz do refletor
que atinge diretamente meu olho.
que atinge diretamente meu olho.
02:46
I can see you in the back row.
76
154365
1912
Eu agora posso ver vocês na última fila.
02:48
Well, what's going on?
77
156277
1302
O que acontece?
02:49
Well the moon
78
157579
1945
Bem, a Lua
02:51
is casting a shadow down on the Earth.
79
159524
2415
projeta uma sombra sobre a Terra.
02:53
We put a telescope or a camera in that shadow,
80
161939
3235
Posicionamos um telescópio
ou uma câmera naquela sombra,
ou uma câmera naquela sombra,
02:57
we look back at the sun,
81
165174
1511
e miramos o Sol.
02:58
and most of the light's been removed
82
166685
1640
A maior parte da luz foi removida
03:00
and we can see that dim, fine structure
83
168325
2090
e podemos ver a estrutura fina e difusa
03:02
in the corona.
84
170415
1275
da coroa.
03:03
Spitzer's suggestion was we do this in space.
85
171690
2667
A proposta de Spitzer
é que fizéssemos isto no espaço.
é que fizéssemos isto no espaço.
03:06
We build a big screen, we fly it in space,
86
174357
2777
Construiríamos uma grande tela,
que seria transportada para o espaço.
que seria transportada para o espaço.
03:09
we put it up in front of the star,
87
177134
2047
Ela seria colocada em frente à estrela,
03:11
we block out most of the light,
88
179181
1784
a maior parte da luz seria bloqueada.
03:12
we fly a space telescope in
that shadow that's created,
that shadow that's created,
89
180965
3016
Um telescópio voaria
até a sombra que foi criada,
até a sombra que foi criada,
03:15
and boom, we get to see planets.
90
183981
1777
e pimba! Veríamos os planetas.
03:17
Well that would look something like this.
91
185758
2663
Bem, deveria ser alguma coisa assim.
03:20
So there's that big screen,
92
188421
1589
Temos a grande tela,
e não se veem os planetas,
e não se veem os planetas,
03:22
and there's no planets,
93
190010
875
03:22
because unfortunately it doesn't
actually work very well,
actually work very well,
94
190885
2504
porque, infelizmente,
não funciona muito bem,
não funciona muito bem,
03:25
because the light waves of the light and waves
95
193389
2920
isto porque as ondas luminosas
03:28
diffracts around that screen
96
196309
1680
sofrem difração em volta da tela
03:29
the same way it did in the telescope.
97
197989
1784
do mesmo modo
que fazem no telescópio.
que fazem no telescópio.
03:31
It's like water bending around a rock in a stream,
98
199773
3137
É como a água de um riacho
que contorna uma pedra:
que contorna uma pedra:
03:34
and all that light just destroys the shadow.
99
202910
1790
toda aquela luz destrói a sombra.
03:36
It's a terrible shadow. And we can't see planets.
100
204700
2673
É uma sombra formidável.
E não podemos ver os planetas.
E não podemos ver os planetas.
03:39
But Spitzer actually knew the answer.
101
207373
1767
Mas Spitzer sabia qual era a solução.
03:41
If we can feather the edges, soften those edges
102
209140
2505
Se nós pudermos fazer as bordas,
sob a forma de penas e suavizá-las,
sob a forma de penas e suavizá-las,
03:43
so we can control diffraction,
103
211645
1766
para controlar a difração,
03:45
well then we can see a planet,
104
213411
1715
então poderemos ver um planeta.
03:47
and in the last 10 years or so we've come up
105
215126
1799
Nos últimos 10 anos
inventamos ótimas soluções para fazê-lo.
03:48
with optimal solutions for doing that.
106
216925
2044
03:50
It looks something like that.
107
218969
3532
Tem este aspecto.
03:54
We call that our flower petal starshade.
108
222501
2345
Nós a chamamos de sombra estelar
pétala de flor.
pétala de flor.
03:56
If we make the edges of those petals exactly right,
109
224846
2960
Se as bordas dessas pétalas
forem as exatamente corretas,
forem as exatamente corretas,
03:59
if we control their shape,
110
227806
1424
se controlarmos sua forma,
04:01
we can control diffraction,
111
229230
1558
poderemos controlar a difração.
04:02
and now we have a great shadow.
112
230788
1446
Temos agora um grande sombra.
04:04
It's about 10 billion times dimmer than it was before,
113
232234
2644
Ela é cerca de 10 bilhões de vezes
mais tênue do que antes,
mais tênue do que antes,
04:06
and we can see the planets beam out just like that.
114
234878
3446
e nós podemos ver
os planetas brilharem.
os planetas brilharem.
04:10
That, of course, has to be bigger than my thumb.
115
238324
1858
É claro que aquilo
tem que ser maior do que meu polegar.
tem que ser maior do que meu polegar.
04:12
That starshade is about
116
240182
1458
Aquela sombra estelar é quase
04:13
the size of half a football field
117
241640
1576
a metade de um campo de futebol
04:15
and it has to fly 50,000 kilometers
away from the telescope
away from the telescope
118
243216
3590
e tem que navegar 50.000 quilômetros
para longe do telescópio,
para longe do telescópio,
04:18
that has to be held right in its shadow,
119
246806
2060
o qual deve ser mantido
dentro de sua sombra;
dentro de sua sombra;
04:20
and then we can see those planets.
120
248866
1964
então poderemos ver os planetas.
04:22
This sounds formidable,
121
250830
1408
Isto é formidável,
04:24
but brilliant engineers, colleagues of mine at JPL,
122
252238
3008
mas engenheiros brilhantes,
meus colegas do JPL,
meus colegas do JPL,
04:27
came up with a fabulous design for how to do that
123
255246
2880
elaboraram um design fabuloso
com este objetivo.
com este objetivo.
04:30
and it looks like this.
124
258126
1074
É assim.
04:31
It starts wrapped around a hub.
125
259200
1788
Fica dobrado em torno de um núcleo.
04:32
It separates from the telescope.
126
260988
1979
Separa-se do telescópio.
04:34
The petals unfurl, they open up,
127
262967
2271
As pétalas se desdobram e se abrem,
04:37
the telescope turns around.
128
265238
1760
o telescópio gira.
04:38
Then you'll see it flip and fly out
129
266998
2144
A seguir você a vê voar
04:41
that 50,000 kilometers away from the telescope.
130
269142
3215
e afastar-se 50.000 quilômetros do telescópio.
04:44
It's going to move in front of the star
131
272357
2470
Ela irá se posicionar em frente à estrela,
04:46
just like that, creates a wonderful shadow.
132
274827
3283
e deste modo criará uma sombra maravilhosa.
04:50
Boom, we get planets orbiting about it.
133
278110
3804
Pimba, vemos os planetas
em suas órbitas.
em suas órbitas.
04:53
(Applause)
134
281914
1724
(Aplausos)
04:55
Thank you.
135
283638
2359
Obrigado.
04:57
That's not science fiction.
136
285997
1953
Isto não é ficção científica.
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
Trabalhamos nisto
nos últimos cinco ou seis anos.
nos últimos cinco ou seis anos.
05:02
Last summer, we did a really cool test
138
290513
2603
No último verão,
realizamos um teste muito interessante
realizamos um teste muito interessante
05:05
out in California at Northrop Grumman.
139
293116
2439
na Califórnia, na Northrop Grumman.
05:07
So those are four petals.
140
295555
1583
Ali estão quatro pétalas.
05:09
This is a sub-scale star shade.
141
297138
1712
Esta é sombra estelar
em menor escala.
em menor escala.
05:10
It's about half the size of the one you just saw.
142
298850
2497
Seu tamanho é cerca da metade
da que vocês viram.
da que vocês viram.
05:13
You'll see the petals unfurl.
143
301347
1460
Vocês verão as pétalas se abrirem.
05:14
Those four petals were built by four undergraduates
144
302807
2067
Aquelas quatro pétalas
foram construídas por graduandos
foram construídas por graduandos
05:16
doing a summer internship at JPL.
145
304874
2415
que fizeram um estágio de verão no JPL.
05:19
Now you're seeing it deploy.
146
307289
1246
Agora vocês as vêm expandirem-se.
05:20
Those petals have to rotate into place.
147
308535
1982
As pétalas devem sofrer rotação
para ocupar suas posições
para ocupar suas posições
05:22
The base of those petals
148
310517
1170
A base das pétalas
05:23
has to go to the same place every time
149
311687
2373
tem que ir sempre para o mesmo lugar,
05:26
to within a tenth of a millimeter.
150
314060
1623
com um décimo de milímetro
de tolerância.
de tolerância.
05:27
We ran this test 16 times,
151
315683
1760
Fizemos este teste 16 vezes
05:29
and 16 times it went into the exact same place
152
317443
2839
e 16 vezes ela foi para
exatamente o mesmo lugar,
exatamente o mesmo lugar,
05:32
to a tenth of a millimeter.
153
320282
1441
com margem de erro
de um décimo de milímetro.
de um décimo de milímetro.
05:33
This has to be done very precisely,
154
321723
1932
Tem que ser feito
de modo muito preciso;
de modo muito preciso;
05:35
but if we can do this, if we can build this technology,
155
323655
2508
mas se pudermos fazê-lo,
se pudermos implementar esta tecnologia,
se pudermos implementar esta tecnologia,
05:38
if we can get it into space,
156
326163
1484
se pudermos levá-la ao espaço,
05:39
you might see something like this.
157
327647
1801
vocês veriam algo assim.
05:41
That's a picture of one our nearest neighbor stars
158
329448
2272
Aquela é uma imagem
da estrela mais próxima de nós
da estrela mais próxima de nós
05:43
taken with the Hubble Space Telescope.
159
331720
2594
obtida pelo telescópio espacial Hubble.
05:46
If we can take a similar space telescope,
160
334314
2384
Se pudermos usar um telescópio semelhante,
05:48
slightly larger,
161
336698
1258
um pouco maior,
05:49
put it out there,
162
337956
1422
colocá-lo ali,
05:51
fly an occulter in front of it,
163
339378
1386
posicionar um anteparo à sua frente,
05:52
what we might see is something like that --
164
340764
2190
poderíamos ver algo como aquilo --
05:54
that's a family portrait of our
solar system -- but not ours.
solar system -- but not ours.
165
342954
2936
um retrato de família do sistema solar
-- mas não o nosso.
-- mas não o nosso.
05:57
We're hoping it'll be someone else's solar system
166
345890
2522
Esperamos que seja um outro sistema solar,
06:00
as seen through an occulter,
167
348412
1632
tal como visto pelo uso de um anterparo,
06:02
through a starshade like that.
168
350044
1070
de uma sombra estelar como aquela.
06:03
You can see Jupiter, you can see Saturn,
169
351114
2025
Pode-se ver Júpiter, pode-se ver Saturno,
06:05
Uranus, Neptune, and right there in the center,
170
353139
2623
Urânio, Netuno e lá bem no centro,
06:07
next to the residual light
171
355762
1340
próximo da luz residual,
06:09
is that pale blue dot. That's Earth.
172
357102
1905
está o ponto azul tênue. É a Terra.
06:11
We want to see that, see if there's water,
173
359007
2374
Desejamos ver aquilo, ver se contém água,
06:13
oxygen, ozone,
174
361381
1405
oxigênio, ozônio,
06:14
the things that might tell us that it could harbor life.
175
362786
2523
os indícios de que poderia abrigar a vida.
06:17
I think this is the coolest possible science.
176
365309
2409
Acho que esta é a ciência mais legal possível.
06:19
That's why I got into doing this,
177
367718
1653
É por isto que a ela me dedico,
06:21
because I think that will change the world.
178
369371
1970
pois penso que isto vai mudar o mundo.
06:23
That will change everything when we see that.
179
371341
2438
Vai mudar tudo quando pudermos ver isso.
06:25
Thank you.
180
373779
1586
Obrigado.
06:27
(Applause)
181
375365
4000
(Aplausos)
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