TED2014
Jeremy Kasdin: The flower-shaped starshade that might help us detect Earth-like planets
Jeremy Kasdin: Virág alakú csillagernyő, melynek segítségével a Földhöz hasonló bolygókat találhatnánk
Filmed:
Readability: 3.4
1,421,022 views
A csillagászok szerint a galaxis minden csillagának van bolygója, amelyek egyötödén akár élet is lehet. Azonban egy ilyet sem találtunk — egyelőre. Jeremy Kasdin és kutatócsoportja szeretnék ezt megváltoztatni egy rendkívüli eszközzel: egy virág alakú csillagernyővel, melynek segítségével akár egy ötvenezer kilométerre levő teleszkóp is lefényképezhetné a bolygókat. Jeremy Kasdin saját leírása szerint ez 'a legkirályabb tudomány'.
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
A világegyetemben hemzsegnek a bolygók.
00:16
I want us, in the next decade,
1
4118
1876
A célom, hogy a következő évtizedben
00:17
to build a space telescope that'll be able to image
2
5994
2393
olyan teleszkópot építsünk,
mely más csillagok körül keringő
bolygókat fotózna,
bolygókat fotózna,
00:20
an Earth about another star
3
8387
2101
00:22
and figure out whether it can harbor life.
4
10488
2744
s azt is kiderítené, lehet-e rajtuk élet.
00:25
My colleagues at the NASA
Jet Propulsion Laboratory
Jet Propulsion Laboratory
5
13232
2160
Kollégáimmal a NASA JPL-nél
a Princeton-on
a Princeton-on
00:27
at Princeton and I are working on technology
6
15392
2861
erre fejlesztünk egy eljárást,
s reméljük,
s reméljük,
00:30
that will be able to do just that in the coming years.
7
18253
3538
nemsokára elérjük célunkat.
00:33
Astronomers now believe that every star
8
21791
1985
A csillagászok szerint a galaxis
00:35
in the galaxy has a planet,
9
23776
1940
minden csillagának van bolygója,
00:37
and they speculate that up to one fifth of them
10
25716
2276
s úgy vélik, ezek akár egyötöde
00:39
have an Earth-like planet
11
27992
1076
a Földhöz hasonló:
00:41
that might be able to harbor life,
12
29068
1692
élet színtere is lehet.
00:42
but we haven't seen any of them.
13
30760
1762
De még egyet sem láttunk.
00:44
We've only detected them indirectly.
14
32522
2738
Csak közvetett módon érzékeltük őket.
00:47
This is NASA's famous picture of the pale blue dot.
15
35260
3233
Ez a NASA híres felvétele
a halványkék pöttyről.
a halványkék pöttyről.
00:50
It was taken by the Voyager spacecraft in 1990,
16
38493
2797
1990-ben készítette a Voyager űrhajó,
00:53
when they turned it around as
it was exiting the solar system
it was exiting the solar system
17
41290
2758
amint a Naprendszer elhagyása
során megfordult,
során megfordult,
00:56
to take a picture of the Earth
18
44048
1712
hogy hatmilliárd km távolságról
00:57
from six billion kilometers away.
19
45760
2322
készítsen felvételt a Földről.
01:00
I want to take that
20
48082
1568
Én egy Földhöz hasonló bolygót
01:01
of an Earth-like planet about another star.
21
49650
2582
szeretnék lefényképezni.
01:04
Why haven't we done that? Why is that hard?
22
52232
2400
Mért nem tettük meg idáig? Mi ilyen nehéz?
01:06
Well to see, let's imagine we take
23
54632
1422
Képzeljük el,
01:08
the Hubble Space Telescope
24
56054
1946
hogy a Hubble űrteleszkópot
01:10
and we turn it around and we move it out
25
58000
1698
megfogjuk, megfordítjuk és átrakjuk
01:11
to the orbit of Mars.
26
59698
1534
a Mars pályájára.
01:13
We'll see something like that,
27
61232
1208
Ilyen felvételt kapnánk:
01:14
a slightly blurry picture of the Earth,
28
62440
2068
a Föld kissé homályos képét,
01:16
because we're a fairly small telescope
29
64508
2321
mert egy egész kicsi teleszkóppal készült,
01:18
out at the orbit of Mars.
30
66829
1539
ami a Mars pályáján volt.
01:20
Now let's move ten times further away.
31
68368
2016
Legyen tízszerese a távolság.
01:22
Here we are at the orbit of Uranus.
32
70384
1936
Itt már az Uránusz pályáján vagyunk.
01:24
It's gotten smaller, it's got less detail, less resolve.
33
72320
2486
Bolygónk kisebb, a fotó elmosódó,
s kevésbé részletes.
s kevésbé részletes.
01:26
We can still see the little moon,
34
74806
1785
Még épp látszik a Hold.
01:28
but let's go ten times further away again.
35
76591
2113
Ismét tízszeresére növeljük a távolságot.
01:30
Here we are at the edge of the solar system,
36
78704
1731
A Naprendszer legszélére kerültünk,
01:32
out at the Kuiper Belt.
37
80435
1298
a Kuiper-öv környékére.
01:33
Now it's not resolved at all.
38
81733
1706
Alig látszik már a Föld.
01:35
It's that pale blue dot of Carl Sagan's.
39
83439
2664
Ez Carl Sagan halványkék pöttye.
01:38
But let's move yet again ten times further away.
40
86103
2200
Ismét tízszeresére növeljük a távolságot.
01:40
Here we are out at the Oort Cloud,
41
88303
1624
Az Oort-felhő környékén vagyunk,
01:41
outside the solar system,
42
89927
1560
a Naprendszeren kívül.
01:43
and we're starting to see the sun
43
91487
1616
A Nap éppen csak
01:45
move into the field of view
44
93103
1312
látómezőbe kerül,
01:46
and get into where the planet is.
45
94415
1464
oda, ahol a bolygó van.
01:47
One more time, ten times further away.
46
95879
2131
Ismét tízszeresére növeljük a távolságot.
A legközelebbi szomszéd csillagunknál,
01:50
Now we're at Alpha Centauri,
47
98010
1653
01:51
our nearest neighbor star,
48
99663
1240
az Alfa Centaurinál vagyunk.
01:52
and the planet is gone.
49
100903
1349
Nyoma veszett a bolygónak.
01:54
All we're seeing is the big beaming image of the star
50
102252
2608
Csak a csillag ragyogó sugarai látszanak.
01:56
that's ten billion times brighter than the planet,
51
104860
2957
Fénye tízmilliárdszor erősebb,
mint a bolygóé,
mint a bolygóé,
01:59
which should be in that little red circle.
52
107817
1806
ami a pirossal jelölt helyen lehet.
02:01
That's what we want to see. That's why it's hard.
53
109623
2200
De mi a bolygót szeretnénk látni.
S ezért nem megy.
S ezért nem megy.
02:03
The light from the star is diffracting.
54
111823
2320
A csillag fénye elhajlik,
02:06
It's scattering inside the telescope,
55
114143
1741
szétszóródik a teleszkóp belsejében,
02:07
creating that very bright image
56
115884
1504
s ezen a túlontúl fényes felvételen
02:09
that washes out the planet.
57
117388
1752
eltűnik a bolygó.
02:11
So to see the planet,
58
119140
1271
Hogy a bolygót is láthassuk,
02:12
we have to do something about all of that light.
59
120411
2260
meg kell szabadulnunk
02:14
We have to get rid of it.
60
122671
1231
a rengeteg fénytől.
02:15
I have a lot of colleagues working on
61
123902
1445
Sok kollégám fejleszt
02:17
really amazing technologies to do that,
62
125347
2015
kiváló eszközöket ennek elérésére.
02:19
but I want to tell you about one today
63
127362
1815
A legfigyelemreméltóbbról
02:21
that I think is the coolest,
64
129177
1497
szeretnék ma önöknek mesélni.
02:22
and probably the most likely to get us an Earth
65
130674
2200
Ez fog szerintem az elkövetkező tíz évben
02:24
in the next decade.
66
132874
1536
elsőként bolygót lencsevégre kapni.
02:26
It was first suggested by Lyman Spitzer,
67
134410
2072
Lyman Spitzer ötlete volt az egész.
02:28
the father of the space telescope, in 1962,
68
136482
3160
Neki köszönhetjük az űrteleszkóp elvét.
02:31
and he took his inspiration from an eclipse.
69
139642
2116
1962-ben egy napfogyatkozás inspirálta.
02:33
You've all seen that. That's a solar eclipse.
70
141758
2183
Mindannyian tanúi lehettek már.
02:35
The moon has moved in front of the sun.
71
143941
2040
Ilyenkor a Hold a Nap elé kerül.
02:37
It blocks out most of the light
72
145981
1760
Fényének nagy részét eltakarja.
02:39
so we can see that dim corona around it.
73
147741
2376
Egy halvány fényudvar övezi.
02:42
It would be the same thing if I put my thumb up
74
150117
1663
Mintha a hüvelykujjamat
02:43
and blocked that spotlight
that's getting right in my eye,
that's getting right in my eye,
75
151780
2585
az elé a fényszóró elé tartanám,
ami a szemembe süt,
ami a szemembe süt,
02:46
I can see you in the back row.
76
154365
1912
s rögtön látom a hátsó sort is.
02:48
Well, what's going on?
77
156277
1302
Mi történik ilyenkor?
02:49
Well the moon
78
157579
1945
A Hold
02:51
is casting a shadow down on the Earth.
79
159524
2415
árnyékot vet a Földre.
02:53
We put a telescope or a camera in that shadow,
80
161939
3235
Teleszkópot vagy fényképezőgépet
állítunk az árnyékba,
állítunk az árnyékba,
02:57
we look back at the sun,
81
165174
1511
visszanézünk a Nap felé,
02:58
and most of the light's been removed
82
166685
1640
a fény nagy részét takarja a Hold,
03:00
and we can see that dim, fine structure
83
168325
2090
s látható a halvány, finom szerkezet
03:02
in the corona.
84
170415
1275
a napkoronában.
03:03
Spitzer's suggestion was we do this in space.
85
171690
2667
Spitzer szerint az eljárás
az űrben is működne.
az űrben is működne.
03:06
We build a big screen, we fly it in space,
86
174357
2777
Építünk egy nagy ernyőt, fellőjük az űrbe,
03:09
we put it up in front of the star,
87
177134
2047
a csillag elé helyezzük,
03:11
we block out most of the light,
88
179181
1784
ezáltal eltakarjuk fénye nagy részét.
03:12
we fly a space telescope in
that shadow that's created,
that shadow that's created,
89
180965
3016
A keletkező árnyékba
űrteleszkópot helyezünk,
űrteleszkópot helyezünk,
03:15
and boom, we get to see planets.
90
183981
1777
s tessék: már látszanak is a bolygók.
03:17
Well that would look something like this.
91
185758
2663
Ez kb. így nézne ki.
03:20
So there's that big screen,
92
188421
1589
Íme az ernyő,
03:22
and there's no planets,
93
190010
875
mégsem látszanak a bolygók.
03:22
because unfortunately it doesn't
actually work very well,
actually work very well,
94
190885
2504
Sajnos nem működik a módszer.
03:25
because the light waves of the light and waves
95
193389
2920
Azért, mert a fény hullámai
03:28
diffracts around that screen
96
196309
1680
elhajlanak az ernyő körül,
03:29
the same way it did in the telescope.
97
197989
1784
ugyanúgy mint a teleszkópnál.
03:31
It's like water bending around a rock in a stream,
98
199773
3137
Ugyanúgy, ahogy egy hegyi patak vize
kikerüli a sziklákat.
kikerüli a sziklákat.
03:34
and all that light just destroys the shadow.
99
202910
1790
Sok árnyék sem lesz.
03:36
It's a terrible shadow. And we can't see planets.
100
204700
2673
Nem látszanak hát a bolygók.
03:39
But Spitzer actually knew the answer.
101
207373
1767
Spitzer mégis megtalálta a megoldást.
03:41
If we can feather the edges, soften those edges
102
209140
2505
Vékonyított, lágyabb szélek
03:43
so we can control diffraction,
103
211645
1766
irányíthatnák a fény elhajlását.
03:45
well then we can see a planet,
104
213411
1715
Ekkor látszana már egy bolygó.
03:47
and in the last 10 years or so we've come up
105
215126
1799
Az eltelt tíz évben sikerült
03:48
with optimal solutions for doing that.
106
216925
2044
optimális megoldásokat találnunk.
03:50
It looks something like that.
107
218969
3532
Kb. így néz ki.
03:54
We call that our flower petal starshade.
108
222501
2345
Virág alakú csillagernyőnek neveztük el.
03:56
If we make the edges of those petals exactly right,
109
224846
2960
Ha szirmainak szélét sikerül
megfelelő formájúra alakítani,
03:59
if we control their shape,
110
227806
1424
04:01
we can control diffraction,
111
229230
1558
irányíthatjuk a fény elhajlását
04:02
and now we have a great shadow.
112
230788
1446
s jó nagy árnyék a jutalmunk.
04:04
It's about 10 billion times dimmer than it was before,
113
232234
2644
10 milliárdszor halványabb a csillag,
mint azelőtt,
mint azelőtt,
04:06
and we can see the planets beam out just like that.
114
234878
3446
s máris látszik a bolygók fénye is.
04:10
That, of course, has to be bigger than my thumb.
115
238324
1858
Persze nem hüvelyknyi a készülék.
04:12
That starshade is about
116
240182
1458
Ez a csillagernyő
04:13
the size of half a football field
117
241640
1576
fél futballpályányi méretű,
04:15
and it has to fly 50,000 kilometers
away from the telescope
away from the telescope
118
243216
3590
s 50 000 km távolságra kell hogy
legyen a teleszkóptól,
legyen a teleszkóptól,
04:18
that has to be held right in its shadow,
119
246806
2060
melyet valahogy az árnyékában
kell tartani,
kell tartani,
04:20
and then we can see those planets.
120
248866
1964
s ekkor láthatjuk a bolygókat.
04:22
This sounds formidable,
121
250830
1408
Ez félelmetesnek hangzik,
04:24
but brilliant engineers, colleagues of mine at JPL,
122
252238
3008
de zseniális mérnök munkatársaim a JPL-nél
04:27
came up with a fabulous design for how to do that
123
255246
2880
remek tervet készítettek,
04:30
and it looks like this.
124
258126
1074
ami kb. így néz ki:
04:31
It starts wrapped around a hub.
125
259200
1788
Kezdetben fel van csévélve egy dobra,
04:32
It separates from the telescope.
126
260988
1979
ami aztán elválik az űrteleszkóptól.
04:34
The petals unfurl, they open up,
127
262967
2271
A szirmok kibomlanak,
04:37
the telescope turns around.
128
265238
1760
a teleszkóp pedig megfordul.
04:38
Then you'll see it flip and fly out
129
266998
2144
Ekkor az ernyő 180 fokos fordulatot tesz
04:41
that 50,000 kilometers away from the telescope.
130
269142
3215
s kirepül a teleszkóptól 50 000 km-re.
04:44
It's going to move in front of the star
131
272357
2470
A csillag elé telepszik
04:46
just like that, creates a wonderful shadow.
132
274827
3283
s íme, remek árnyékot vet!
04:50
Boom, we get planets orbiting about it.
133
278110
3804
S már látjuk is a csillag bolygóit.
04:53
(Applause)
134
281914
1724
(Taps)
04:55
Thank you.
135
283638
2359
Köszönöm!
04:57
That's not science fiction.
136
285997
1953
Ez nem sci-fi.
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
Az utóbbi hat év munkáját mutatom be.
05:02
Last summer, we did a really cool test
138
290513
2603
Tavaly nyáron kipróbáltuk Kaliforniában
05:05
out in California at Northrop Grumman.
139
293116
2439
a Northrop Grumman-nél.
05:07
So those are four petals.
140
295555
1583
Íme a négy szirom.
05:09
This is a sub-scale star shade.
141
297138
1712
Kisebb méretű ernyőt használunk.
05:10
It's about half the size of the one you just saw.
142
298850
2497
Kb. az űrben szükséges ernyő fele.
Látják, ahogy a szirmok kibomlanak.
05:13
You'll see the petals unfurl.
143
301347
1460
05:14
Those four petals were built by four undergraduates
144
302807
2067
Ezeket egyetemi hallgatók készítették,
05:16
doing a summer internship at JPL.
145
304874
2415
akik a nyáron a JPL gyakornokai voltak.
05:19
Now you're seeing it deploy.
146
307289
1246
A telepítés látható most.
05:20
Those petals have to rotate into place.
147
308535
1982
Először a szirmok helyükre fordulnak.
05:22
The base of those petals
148
310517
1170
A szirmok töve
05:23
has to go to the same place every time
149
311687
2373
minden egyes alkalommal
tizedmilliméter pontossággal,
tizedmilliméter pontossággal,
05:26
to within a tenth of a millimeter.
150
314060
1623
azonos helyre kell hogy kerüljön.
05:27
We ran this test 16 times,
151
315683
1760
Tizenhatszor teszteltük,
05:29
and 16 times it went into the exact same place
152
317443
2839
és mind a 16 alkalommal
tizedmilliméteres pontosággal
tizedmilliméteres pontosággal
azonos helyre kerültek a szirmok.
05:32
to a tenth of a millimeter.
153
320282
1441
05:33
This has to be done very precisely,
154
321723
1932
Kulcsfontosságú a pontosság.
05:35
but if we can do this, if we can build this technology,
155
323655
2508
De ha sikerül megépíteni,
05:38
if we can get it into space,
156
326163
1484
és feljuttatni az űrbe,
05:39
you might see something like this.
157
327647
1801
ilyesfélének lehetnek tanúi.
05:41
That's a picture of one our nearest neighbor stars
158
329448
2272
A Hubble űrteleszkóp felvétele
05:43
taken with the Hubble Space Telescope.
159
331720
2594
az egyik hozzánk legközelebbi
szomszédos csillagokról.
szomszédos csillagokról.
05:46
If we can take a similar space telescope,
160
334314
2384
Ha egy hasonló űrteleszkópot
– talán kicsivel nagyobbat –
05:48
slightly larger,
161
336698
1258
05:49
put it out there,
162
337956
1422
feljuttathatnánk az űrbe,
05:51
fly an occulter in front of it,
163
339378
1386
s egy vásznat tehetnénk elé,
05:52
what we might see is something like that --
164
340764
2190
valami ilyet látnánk:
05:54
that's a family portrait of our
solar system -- but not ours.
solar system -- but not ours.
165
342954
2936
ez egy családi felvétel Naprendszerünkről,
csakhogy nem a miénk:
csakhogy nem a miénk:
05:57
We're hoping it'll be someone else's solar system
166
345890
2522
reméljük más naprendszerét is
06:00
as seen through an occulter,
167
348412
1632
sikerül lencsevégre kapni
06:02
through a starshade like that.
168
350044
1070
egy csillagernyővel.
06:03
You can see Jupiter, you can see Saturn,
169
351114
2025
Látszana a Jupiter, a Szaturnusz,
06:05
Uranus, Neptune, and right there in the center,
170
353139
2623
az Uránusz, a Neptun, s itt középen
06:07
next to the residual light
171
355762
1340
a fényudvar mellett
06:09
is that pale blue dot. That's Earth.
172
357102
1905
egy halványkék pötty. A föld.
06:11
We want to see that, see if there's water,
173
359007
2374
Szeretnénk megtudni,
06:13
oxygen, ozone,
174
361381
1405
van-e ott víz, oxigén, ózon,
06:14
the things that might tell us that it could harbor life.
175
362786
2523
lehetséges-e ott az élet.
06:17
I think this is the coolest possible science.
176
365309
2409
Ez a legklasszabb tudomány a világon.
06:19
That's why I got into doing this,
177
367718
1653
Ezért kezdtem ezen dolgozni,
06:21
because I think that will change the world.
178
369371
1970
mert megváltoztathatjuk a világot,
06:23
That will change everything when we see that.
179
371341
2438
ha más bolygókat fedezünk fel.
06:25
Thank you.
180
373779
1586
Köszönöm figyelmüket.
06:27
(Applause)
181
375365
4000
(Taps)
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