TED2014
Jeremy Kasdin: The flower-shaped starshade that might help us detect Earth-like planets
Jeremy Kasdin: Het bloemvormige sterrenscherm dat ons Aarde-achtige planeten laat ontdekken
Filmed:
Readability: 3.4
1,421,022 views
Astronomen geloven dat elke ster in de melkweg een planeet heeft. Een op vijf zou leven kunnen herbergen. Alleen hebben we er nog geen gezien. Jeremy Kasdin en zijn team willen dat veranderen door middel van een uitzonderlijk stuk gereedschap: een bloemvormig 'sterrenscherm' dat 50.000 kilometer verderop een telescoop planeten laat fotograferen. Het is, in zijn woorden, de 'coolst mogelijke wetenschap'.
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
Het heelal krioelt van de planeten.
00:16
I want us, in the next decade,
1
4118
1876
Ik wil dat we in het volgende decennium
00:17
to build a space telescope that'll be able to image
2
5994
2393
een ruimtetelescoop bouwen
die beelden kan maken
die beelden kan maken
00:20
an Earth about another star
3
8387
2101
van een Aarde in de buurt
van een andere ster
van een andere ster
00:22
and figure out whether it can harbor life.
4
10488
2744
en erachter komen
of er leven zou kunnen zijn.
of er leven zou kunnen zijn.
00:25
My colleagues at the NASA
Jet Propulsion Laboratory
Jet Propulsion Laboratory
5
13232
2160
Mijn collega's van het NASA
Jet Propulsion Laboratorium
Jet Propulsion Laboratorium
00:27
at Princeton and I are working on technology
6
15392
2861
in Princeton en ik werken aan technologie
00:30
that will be able to do just that in the coming years.
7
18253
3538
die net dat in de komende jaren
kan gaan doen.
kan gaan doen.
00:33
Astronomers now believe that every star
8
21791
1985
Astronomen geloven nu dat elke ster
00:35
in the galaxy has a planet,
9
23776
1940
in de Melkweg een planeet heeft,
00:37
and they speculate that up to one fifth of them
10
25716
2276
en ze speculeren dat tot een vijfde ervan
een Aarde-achtige planeet heeft
00:39
have an Earth-like planet
11
27992
1076
00:41
that might be able to harbor life,
12
29068
1692
die leven zou kunnen herbergen,
00:42
but we haven't seen any of them.
13
30760
1762
maar zo hebben we er nog geen gezien.
00:44
We've only detected them indirectly.
14
32522
2738
We hebben ze alleen
indirect waargenomen.
indirect waargenomen.
00:47
This is NASA's famous picture of the pale blue dot.
15
35260
3233
Dit is NASA's beroemde beeld
van de bleekblauwe stip.
van de bleekblauwe stip.
00:50
It was taken by the Voyager spacecraft in 1990,
16
38493
2797
Het is in 1990 gemaakt
door de Voyager ruimtesonde.
door de Voyager ruimtesonde.
Ze keerde zich om bij het verlaten
van het zonnestelsel
van het zonnestelsel
00:53
when they turned it around as
it was exiting the solar system
it was exiting the solar system
17
41290
2758
00:56
to take a picture of the Earth
18
44048
1712
om een foto van de Aarde te nemen
00:57
from six billion kilometers away.
19
45760
2322
op zes miljard kilometer afstand.
01:00
I want to take that
20
48082
1568
Ik wil zo’n foto maken
01:01
of an Earth-like planet about another star.
21
49650
2582
van een Aarde-achtige planeet
bij een andere ster.
bij een andere ster.
Waarom deden we dat niet?
Waarom is dat zo moeilijk?
Waarom is dat zo moeilijk?
01:04
Why haven't we done that? Why is that hard?
22
52232
2400
01:06
Well to see, let's imagine we take
23
54632
1422
Stel je voor dat we
01:08
the Hubble Space Telescope
24
56054
1946
de Hubble Ruimtetelescoop
01:10
and we turn it around and we move it out
25
58000
1698
omdraaien en verplaatsen
01:11
to the orbit of Mars.
26
59698
1534
naar de baan van Mars.
01:13
We'll see something like that,
27
61232
1208
Dan kregen we
een wat wazig beeld van de Aarde,
een wat wazig beeld van de Aarde,
01:14
a slightly blurry picture of the Earth,
28
62440
2068
want het is een vrij kleine telescoop
in de buurt van Mars.
in de buurt van Mars.
01:16
because we're a fairly small telescope
29
64508
2321
01:18
out at the orbit of Mars.
30
66829
1539
Nu gaan we tien keer verder weg.
01:20
Now let's move ten times further away.
31
68368
2016
Hier zitten we op de baan van Uranus.
01:22
Here we are at the orbit of Uranus.
32
70384
1936
Het is kleiner geworden,
met minder detail, minder resolutie.
met minder detail, minder resolutie.
01:24
It's gotten smaller, it's got less detail, less resolve.
33
72320
2486
01:26
We can still see the little moon,
34
74806
1785
We zien nog steeds een kleine maan.
01:28
but let's go ten times further away again.
35
76591
2113
Nog tien keer verder weg
staan we aan de rand
van het zonnestelsel,
van het zonnestelsel,
01:30
Here we are at the edge of the solar system,
36
78704
1731
bij de Kuipergordel.
01:32
out at the Kuiper Belt.
37
80435
1298
Maan en Aarde
zijn niet meer te onderscheiden.
zijn niet meer te onderscheiden.
01:33
Now it's not resolved at all.
38
81733
1706
01:35
It's that pale blue dot of Carl Sagan's.
39
83439
2664
Het bleekblauwe stipje
van Carl Sagan.
van Carl Sagan.
Maar laten we nog maar eens
tien keer verder weg gaan.
tien keer verder weg gaan.
01:38
But let's move yet again ten times further away.
40
86103
2200
01:40
Here we are out at the Oort Cloud,
41
88303
1624
Hier zijn we bij de Oortwolk,
01:41
outside the solar system,
42
89927
1560
buiten het zonnestelsel,
01:43
and we're starting to see the sun
43
91487
1616
en we zien de zon
01:45
move into the field of view
44
93103
1312
nu veel dichter bij de planeet
01:46
and get into where the planet is.
45
94415
1464
01:47
One more time, ten times further away.
46
95879
2131
Nog eens tien keer verder weg
01:50
Now we're at Alpha Centauri,
47
98010
1653
zijn we bij Alpha Centauri,
01:51
our nearest neighbor star,
48
99663
1240
de dichtstbijzijnde ster,
01:52
and the planet is gone.
49
100903
1349
en de planeet is verdwenen.
01:54
All we're seeing is the big beaming image of the star
50
102252
2608
We zien alleen nog
een grote stralende ster
een grote stralende ster
01:56
that's ten billion times brighter than the planet,
51
104860
2957
die tien miljard keer helderder is
dan de planeet,
dan de planeet,
01:59
which should be in that little red circle.
52
107817
1806
in dat kleine rode cirkeltje.
02:01
That's what we want to see. That's why it's hard.
53
109623
2200
Dat willen we zien.
Daarom is het moeilijk.
Daarom is het moeilijk.
02:03
The light from the star is diffracting.
54
111823
2320
Het licht van de ster
ondergaat diffractie.
ondergaat diffractie.
02:06
It's scattering inside the telescope,
55
114143
1741
Het wordt verstrooid
in de telescoop,
in de telescoop,
02:07
creating that very bright image
56
115884
1504
vandaar dat lichtsterk beeld
02:09
that washes out the planet.
57
117388
1752
dat de planeet overspoelt.
Om de planeet te kunnen zien,
02:11
So to see the planet,
58
119140
1271
02:12
we have to do something about all of that light.
59
120411
2260
moeten we iets aan dat licht doen.
02:14
We have to get rid of it.
60
122671
1231
Dat moeten we kwijt.
Ik heb veel collega’s die werken
02:15
I have a lot of colleagues working on
61
123902
1445
02:17
really amazing technologies to do that,
62
125347
2015
aan geweldige technologieën,
maar vandaag wil ik
het hebben over een
het hebben over een
02:19
but I want to tell you about one today
63
127362
1815
die ik de coolste vind,
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
en met waarschijnlijk de meeste kans
om binnen 10 jaar
een Aarde te vinden.
een Aarde te vinden.
02:24
in the next decade.
66
132874
1536
02:26
It was first suggested by Lyman Spitzer,
67
134410
2072
Het idee komt
van Lyman Spitzer,
van Lyman Spitzer,
02:28
the father of the space telescope, in 1962,
68
136482
3160
die in 1962 de ruimtetelescoop bedacht.
02:31
and he took his inspiration from an eclipse.
69
139642
2116
Hij liet zich inspireren
door een eclips.
door een eclips.
02:33
You've all seen that. That's a solar eclipse.
70
141758
2183
Jullie hebben allemaal ooit
een zonsverduistering gezien.
een zonsverduistering gezien.
02:35
The moon has moved in front of the sun.
71
143941
2040
De maan komt dan voor de zon.
02:37
It blocks out most of the light
72
145981
1760
Ze blokkeert het meeste licht
02:39
so we can see that dim corona around it.
73
147741
2376
zodat we de lichtzwakke corona
kunnen zien.
kunnen zien.
02:42
It would be the same thing if I put my thumb up
74
150117
1663
Als ik mijn duim omhoog houd
02:43
and blocked that spotlight
that's getting right in my eye,
that's getting right in my eye,
75
151780
2585
en die spot
recht voor mijn oog blokkeer,
recht voor mijn oog blokkeer,
02:46
I can see you in the back row.
76
154365
1912
zie ik de achterste rij.
02:48
Well, what's going on?
77
156277
1302
Hoe komt dat?
02:49
Well the moon
78
157579
1945
Nou, de maan
02:51
is casting a shadow down on the Earth.
79
159524
2415
werpt een schaduw op de aarde.
02:53
We put a telescope or a camera in that shadow,
80
161939
3235
We zetten een telescoop
of een camera in die schaduw,
of een camera in die schaduw,
02:57
we look back at the sun,
81
165174
1511
en kijken naar de zon.
02:58
and most of the light's been removed
82
166685
1640
Het meeste licht is nu weg
03:00
and we can see that dim, fine structure
83
168325
2090
en we kunnen de lichtzwakke,
fijne structuur in de corona zien.
fijne structuur in de corona zien.
03:02
in the corona.
84
170415
1275
03:03
Spitzer's suggestion was we do this in space.
85
171690
2667
Spitzer stelde voor dat we dit
in de ruimte zouden doen.
in de ruimte zouden doen.
03:06
We build a big screen, we fly it in space,
86
174357
2777
We bouwen een groot scherm,
we sturen het de ruimte in,
we sturen het de ruimte in,
03:09
we put it up in front of the star,
87
177134
2047
we zetten het voor de ster
en blokkeren
het grootste deel van het licht.
het grootste deel van het licht.
03:11
we block out most of the light,
88
179181
1784
03:12
we fly a space telescope in
that shadow that's created,
that shadow that's created,
89
180965
3016
Dan plaatsen we een ruimtetelescoop
in de schaduw,
in de schaduw,
03:15
and boom, we get to see planets.
90
183981
1777
en hopla, daar zien we de planeten.
03:17
Well that would look something like this.
91
185758
2663
Zo zou het er ongeveer uitzien.
03:20
So there's that big screen,
92
188421
1589
Daar is dat grote scherm,
en er zijn geen planeten,
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
want helaas werkt het niet
bijster goed,
bijster goed,
03:25
because the light waves of the light and waves
95
193389
2920
omdat licht golft,
en golven diffracteren
rond dat scherm
rond dat scherm
03:28
diffracts around that screen
96
196309
1680
03:29
the same way it did in the telescope.
97
197989
1784
net zoals in de telescoop.
03:31
It's like water bending around a rock in a stream,
98
199773
3137
Net als water in een stroom
om een rots buigt,
om een rots buigt,
03:34
and all that light just destroys the shadow.
99
202910
1790
zo verknoeit al dat licht de schaduw.
03:36
It's a terrible shadow. And we can't see planets.
100
204700
2673
Het is geen goede schaduw.
We zien geen planeten.
We zien geen planeten.
03:39
But Spitzer actually knew the answer.
101
207373
1767
Spitzer kende de oplossing.
Door 'veerachtige' structuren
verzachten de randen
verzachten de randen
03:41
If we can feather the edges, soften those edges
102
209140
2505
03:43
so we can control diffraction,
103
211645
1766
en controleren we
de diffractie.
de diffractie.
03:45
well then we can see a planet,
104
213411
1715
Dan kunnen we planeten zien.
03:47
and in the last 10 years or so we've come up
105
215126
1799
In de laatste 10 jaar hebben we daarvoor
03:48
with optimal solutions for doing that.
106
216925
2044
de optimale oplossingen gevonden.
03:50
It looks something like that.
107
218969
3532
Het ziet er een beetje zo uit.
03:54
We call that our flower petal starshade.
108
222501
2345
We noemen dat ons
bloemblaadjes-sterrenscherm.
bloemblaadjes-sterrenscherm.
03:56
If we make the edges of those petals exactly right,
109
224846
2960
Als we de randen van de bloemblaadjes
precies goed maken,
precies goed maken,
als we hun vorm controleren,
03:59
if we control their shape,
110
227806
1424
kunnen we diffractie controleren,
04:01
we can control diffraction,
111
229230
1558
04:02
and now we have a great shadow.
112
230788
1446
en krijgen we een geweldige schaduw.
04:04
It's about 10 billion times dimmer than it was before,
113
232234
2644
die 10 miljard keer
donkerder is dan eerst.
donkerder is dan eerst.
04:06
and we can see the planets beam out just like that.
114
234878
3446
Dan kunnen we de planeten
duidelijk onderscheiden.
duidelijk onderscheiden.
Het moet natuurlijk groter worden
dan mijn duim.
dan mijn duim.
04:10
That, of course, has to be bigger than my thumb.
115
238324
1858
04:12
That starshade is about
116
240182
1458
Dat sterrenscherm is ongeveer
04:13
the size of half a football field
117
241640
1576
een half voetbalveld groot
04:15
and it has to fly 50,000 kilometers
away from the telescope
away from the telescope
118
243216
3590
en moet zich op 50.000 kilometer afstand
van de telescoop bevinden.
van de telescoop bevinden.
Die moet precies in die schaduw
worden gehouden,
worden gehouden,
04:18
that has to be held right in its shadow,
119
246806
2060
04:20
and then we can see those planets.
120
248866
1964
en dan kunnen we die planeten zien.
04:22
This sounds formidable,
121
250830
1408
Dit klinkt formidabel,
04:24
but brilliant engineers, colleagues of mine at JPL,
122
252238
3008
maar briljante ingenieurs,
collega's van mij bij JPL,
collega's van mij bij JPL,
04:27
came up with a fabulous design for how to do that
123
255246
2880
kwamen met een fantastisch ontwerp.
Zo ziet het eruit.
04:30
and it looks like this.
124
258126
1074
04:31
It starts wrapped around a hub.
125
259200
1788
Het begint rond een hub.
04:32
It separates from the telescope.
126
260988
1979
Het scheidt van de telescoop.
04:34
The petals unfurl, they open up,
127
262967
2271
De bladen ontrollen zich,
gaan open,
gaan open,
04:37
the telescope turns around.
128
265238
1760
en de telescoop draait zich om.
04:38
Then you'll see it flip and fly out
129
266998
2144
Je ziet het omkeren en wegvliegen
04:41
that 50,000 kilometers away from the telescope.
130
269142
3215
tot 50.000 kilometer
uit de buurt van de telescoop.
uit de buurt van de telescoop.
04:44
It's going to move in front of the star
131
272357
2470
Het plaatst zich voor een ster
04:46
just like that, creates a wonderful shadow.
132
274827
3283
en zorgt voor een prachtige schaduw.
04:50
Boom, we get planets orbiting about it.
133
278110
3804
Ziezo, en we zien
de planeten eromheen.
de planeten eromheen.
04:53
(Applause)
134
281914
1724
(Applaus)
04:55
Thank you.
135
283638
2359
Dank u.
04:57
That's not science fiction.
136
285997
1953
Dat is geen sciencefiction.
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
We werken hier al vijf of zes jaar aan.
05:02
Last summer, we did a really cool test
138
290513
2603
Afgelopen zomer
deden we een echt coole test
deden we een echt coole test
05:05
out in California at Northrop Grumman.
139
293116
2439
in Californië bij Northrop Grumman.
Dat zijn vier bloemblaadjes.
05:07
So those are four petals.
140
295555
1583
Dit is een verkleind model
van de sterschaduw.
van de sterschaduw.
05:09
This is a sub-scale star shade.
141
297138
1712
05:10
It's about half the size of the one you just saw.
142
298850
2497
Het is ongeveer half zo groot
als die van daarnet.
als die van daarnet.
05:13
You'll see the petals unfurl.
143
301347
1460
De blaadjes ontrollen zich.
05:14
Those four petals were built by four undergraduates
144
302807
2067
Ze werden gebouwd
door vier studenten
door vier studenten
05:16
doing a summer internship at JPL.
145
304874
2415
tijdens een zomerstage bij JPL.
Nu zie je ze zich ontplooien.
05:19
Now you're seeing it deploy.
146
307289
1246
Die blaadjes moeten zich
op hun plaats draaien.
op hun plaats draaien.
05:20
Those petals have to rotate into place.
147
308535
1982
05:22
The base of those petals
148
310517
1170
De basis van deze bloemblaadjes
05:23
has to go to the same place every time
149
311687
2373
moet elke keer naar dezelfde plaats
tot op een tiende van een millimeter.
05:26
to within a tenth of a millimeter.
150
314060
1623
05:27
We ran this test 16 times,
151
315683
1760
We deden deze test 16 keer,
en 16 keer kwam ze
op exact dezelfde plaats
op exact dezelfde plaats
05:29
and 16 times it went into the exact same place
152
317443
2839
tot een tiende van een millimeter.
05:32
to a tenth of a millimeter.
153
320282
1441
05:33
This has to be done very precisely,
154
321723
1932
Dit moet zeer precies,
maar als we deze technologie
kunnen bouwen,
kunnen bouwen,
05:35
but if we can do this, if we can build this technology,
155
323655
2508
05:38
if we can get it into space,
156
326163
1484
en we ze in de ruimte krijgen,
05:39
you might see something like this.
157
327647
1801
zou je zoiets zien.
Dat is een foto van een
van onze naaste buursterren
van onze naaste buursterren
05:41
That's a picture of one our nearest neighbor stars
158
329448
2272
05:43
taken with the Hubble Space Telescope.
159
331720
2594
genomen met de Hubble Ruimtetelescoop.
05:46
If we can take a similar space telescope,
160
334314
2384
Als we een soortgelijke ruimtetelescoop,
05:48
slightly larger,
161
336698
1258
maar iets groter,
05:49
put it out there,
162
337956
1422
daar kunnen plaatsen,
05:51
fly an occulter in front of it,
163
339378
1386
maar met een scherm ervoor,
05:52
what we might see is something like that --
164
340764
2190
zouden we zoiets kunnen zien -
05:54
that's a family portrait of our
solar system -- but not ours.
solar system -- but not ours.
165
342954
2936
een familieportret van ons
zonnestelsel - maar niet het onze.
zonnestelsel - maar niet het onze.
05:57
We're hoping it'll be someone else's solar system
166
345890
2522
We hopen dat het
iemand anders zonnestelsel zal zijn
iemand anders zonnestelsel zal zijn
06:00
as seen through an occulter,
167
348412
1632
gezien door een afschermer,
06:02
through a starshade like that.
168
350044
1070
door een sterrenscherm.
06:03
You can see Jupiter, you can see Saturn,
169
351114
2025
Je ziet Jupiter, Saturnus,
06:05
Uranus, Neptune, and right there in the center,
170
353139
2623
Uranus, Neptunus, en daar in het centrum,
06:07
next to the residual light
171
355762
1340
naast het resterende licht
06:09
is that pale blue dot. That's Earth.
172
357102
1905
die bleekblauwe stip.
Dat is de Aarde.
Dat is de Aarde.
06:11
We want to see that, see if there's water,
173
359007
2374
Dat willen we zien, zien of er water is,
06:13
oxygen, ozone,
174
361381
1405
zuurstof, ozon,
dingen die ons vertellen
dat er leven zou kunnen zijn.
dat er leven zou kunnen zijn.
06:14
the things that might tell us that it could harbor life.
175
362786
2523
Ik vind dit de coolste wetenschap.
06:17
I think this is the coolest possible science.
176
365309
2409
06:19
That's why I got into doing this,
177
367718
1653
Daarom wilde ik dit doen,
omdat ik denk dat
het de wereld zal veranderen.
het de wereld zal veranderen.
06:21
because I think that will change the world.
178
369371
1970
06:23
That will change everything when we see that.
179
371341
2438
Dat zien, gaat alles veranderen.
06:25
Thank you.
180
373779
1586
Dank u.
06:27
(Applause)
181
375365
4000
(Applaus)
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