TED2014
Jeremy Kasdin: The flower-shaped starshade that might help us detect Earth-like planets
Джереми Касдин: Звёздный абажур в форме цветка, который может помочь обнаружить планеты, подобные Земле
Filmed:
Readability: 3.4
1,421,022 views
Астрономы верят, что каждая звезда в Галактике имеет планету, на 20% из которых может существовать жизнь. Мы просто не видели ни одной из них. Пока что. Джереми Касдин и его команда хотят это изменить, разработав неординарное оборудование: «звёздный абажур» в форме цветка, который, отдаляясь от телескопа на 50 000 км, позволит фотографировать планеты. Это, как он говорит, «самая классная наука».
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
Вселенная полна планет.
00:16
I want us, in the next decade,
1
4118
1876
Я хочу, чтобы мы
в следующем десятилетии,
в следующем десятилетии,
00:17
to build a space telescope that'll be able to image
2
5994
2393
создали космический телескоп,
способный запечатлеть
способный запечатлеть
00:20
an Earth about another star
3
8387
2101
Землю около другой звезды
00:22
and figure out whether it can harbor life.
4
10488
2744
и выяснить, может ли она
поддержать жизнь.
поддержать жизнь.
00:25
My colleagues at the NASA
Jet Propulsion Laboratory
Jet Propulsion Laboratory
5
13232
2160
Мои коллеги из принстонской
Лаборатории реактивного движения НАСА
Лаборатории реактивного движения НАСА
00:27
at Princeton and I are working on technology
6
15392
2861
и я работаем над технологией,
00:30
that will be able to do just that in the coming years.
7
18253
3538
которая сможет сделать это
в ближайшие годы.
в ближайшие годы.
00:33
Astronomers now believe that every star
8
21791
1985
Астрономы верят,
что у каждой звезды
что у каждой звезды
00:35
in the galaxy has a planet,
9
23776
1940
галактики есть планета,
00:37
and they speculate that up to one fifth of them
10
25716
2276
и они полагают, что
до 20% из них имеют
до 20% из них имеют
00:39
have an Earth-like planet
11
27992
1076
планеты, подобные Земле,
00:41
that might be able to harbor life,
12
29068
1692
на которых может существовать жизнь,
00:42
but we haven't seen any of them.
13
30760
1762
но мы не видели ни одну из них.
00:44
We've only detected them indirectly.
14
32522
2738
Мы только косвенно обнаружили их.
00:47
This is NASA's famous picture of the pale blue dot.
15
35260
3233
Это известная фотография НАСА
«Светло-голубая точка».
«Светло-голубая точка».
00:50
It was taken by the Voyager spacecraft in 1990,
16
38493
2797
Она была сделана Вояджером в 1990-м,
00:53
when they turned it around as
it was exiting the solar system
it was exiting the solar system
17
41290
2758
когда его развернули,
при выходе из Солнечной системы,
при выходе из Солнечной системы,
00:56
to take a picture of the Earth
18
44048
1712
чтобы сфотографировать Землю
00:57
from six billion kilometers away.
19
45760
2322
с расстояния 6 млрд. км.
01:00
I want to take that
20
48082
1568
Я хочу сделать это
01:01
of an Earth-like planet about another star.
21
49650
2582
для планеты, подобной Земле,
рядом с другой звездой.
рядом с другой звездой.
01:04
Why haven't we done that? Why is that hard?
22
52232
2400
Почему мы этого ещё не сделали?
Почему это трудно?
Почему это трудно?
01:06
Well to see, let's imagine we take
23
54632
1422
Чтоб понять, нужно представить,
01:08
the Hubble Space Telescope
24
56054
1946
что мы берём
космический телескоп Хаббл
космический телескоп Хаббл
01:10
and we turn it around and we move it out
25
58000
1698
и поворачиваем его и перемещаем
01:11
to the orbit of Mars.
26
59698
1534
на орбиту Марса.
01:13
We'll see something like that,
27
61232
1208
Мы увидим что-то такое,
01:14
a slightly blurry picture of the Earth,
28
62440
2068
слегка размытое фото Земли,
01:16
because we're a fairly small telescope
29
64508
2321
потому что у нас
достаточно маленький телескоп
достаточно маленький телескоп
01:18
out at the orbit of Mars.
30
66829
1539
вне орбиты Марса.
01:20
Now let's move ten times further away.
31
68368
2016
Теперь давайте отдалимся
в 10 раз дальше.
в 10 раз дальше.
01:22
Here we are at the orbit of Uranus.
32
70384
1936
Теперь мы на орбите Урана.
01:24
It's gotten smaller, it's got less detail, less resolve.
33
72320
2486
Она стала меньше,
менее детальная и чёткая.
менее детальная и чёткая.
01:26
We can still see the little moon,
34
74806
1785
Мы ещё можем видеть
маленькую луну,
маленькую луну,
01:28
but let's go ten times further away again.
35
76591
2113
но давайте отдалимся
опять десятикратно.
опять десятикратно.
01:30
Here we are at the edge of the solar system,
36
78704
1731
Вот мы на краю
Солнечной системы,
Солнечной системы,
01:32
out at the Kuiper Belt.
37
80435
1298
на поясе Койпера.
01:33
Now it's not resolved at all.
38
81733
1706
Теперь она совсем нечёткая.
01:35
It's that pale blue dot of Carl Sagan's.
39
83439
2664
Это та светло-голубая точка
Карла Сагана.
Карла Сагана.
01:38
But let's move yet again ten times further away.
40
86103
2200
Но давайте опять также отдалимся.
01:40
Here we are out at the Oort Cloud,
41
88303
1624
Теперь мы на Облаке Оорта,
01:41
outside the solar system,
42
89927
1560
вне солнечной системы,
01:43
and we're starting to see the sun
43
91487
1616
и мы начинаем видеть Солнце,
01:45
move into the field of view
44
93103
1312
появляющееся в поле зрения
01:46
and get into where the planet is.
45
94415
1464
и приближающееся к планете.
01:47
One more time, ten times further away.
46
95879
2131
Снова отдалимся в десять раз.
01:50
Now we're at Alpha Centauri,
47
98010
1653
Вот мы в системе Альфа Центавра,
01:51
our nearest neighbor star,
48
99663
1240
на ближайшей звезде,
01:52
and the planet is gone.
49
100903
1349
и планета пропала.
01:54
All we're seeing is the big beaming image of the star
50
102252
2608
Всё, что мы видим — большое
лучезарное изображение звезды
лучезарное изображение звезды
01:56
that's ten billion times brighter than the planet,
51
104860
2957
которое в 10 млн. раз ярче, чем планета,
01:59
which should be in that little red circle.
52
107817
1806
которая должна быть
в красном круге.
в красном круге.
02:01
That's what we want to see. That's why it's hard.
53
109623
2200
Вот это мы хотим видеть.
Вот поэтому это тяжело.
Вот поэтому это тяжело.
02:03
The light from the star is diffracting.
54
111823
2320
Свет от звезды преломляется.
02:06
It's scattering inside the telescope,
55
114143
1741
Он рассеивается внутри телескопа,
02:07
creating that very bright image
56
115884
1504
создавая очень яркое изображение,
02:09
that washes out the planet.
57
117388
1752
которое затмевает планету.
02:11
So to see the planet,
58
119140
1271
Чтобы увидеть планету,
02:12
we have to do something about all of that light.
59
120411
2260
мы должны сделать что-то с этим светом.
02:14
We have to get rid of it.
60
122671
1231
Избавится от него.
02:15
I have a lot of colleagues working on
61
123902
1445
Многие мои коллеги работают
02:17
really amazing technologies to do that,
62
125347
2015
над удивительными
технологиями для этого,
технологиями для этого,
02:19
but I want to tell you about one today
63
127362
1815
но я расскажу вам сегодня про одну,
02:21
that I think is the coolest,
64
129177
1497
которую я считаю самой классной,
02:22
and probably the most likely to get us an Earth
65
130674
2200
и вероятно, она «даст нам Землю»
02:24
in the next decade.
66
132874
1536
в следующем десятилетии.
02:26
It was first suggested by Lyman Spitzer,
67
134410
2072
Первым это предложил Лиман Спитцер,
02:28
the father of the space telescope, in 1962,
68
136482
3160
отец космического телескопа, в 1962,
02:31
and he took his inspiration from an eclipse.
69
139642
2116
он был вдохновлён затмением.
02:33
You've all seen that. That's a solar eclipse.
70
141758
2183
Вы все видели его. Затмение Солнца.
02:35
The moon has moved in front of the sun.
71
143941
2040
Луна встала перед солнцем.
02:37
It blocks out most of the light
72
145981
1760
И заблокировала большинство света,
02:39
so we can see that dim corona around it.
73
147741
2376
поэтому видим тусклую корону вокруг.
02:42
It would be the same thing if I put my thumb up
74
150117
1663
То же самое, если я наведу палец
02:43
and blocked that spotlight
that's getting right in my eye,
that's getting right in my eye,
75
151780
2585
и заблокирую тот прожектор,
который светит мне в глаз,
который светит мне в глаз,
02:46
I can see you in the back row.
76
154365
1912
я могу увидеть вас на последнем ряду.
02:48
Well, what's going on?
77
156277
1302
Что ж происходит?
02:49
Well the moon
78
157579
1945
Луна
02:51
is casting a shadow down on the Earth.
79
159524
2415
бросает тень вниз на Землю.
02:53
We put a telescope or a camera in that shadow,
80
161939
3235
Мы используем
телескоп или камеру в тени,
телескоп или камеру в тени,
02:57
we look back at the sun,
81
165174
1511
мы оглядываемся на Солнце,
02:58
and most of the light's been removed
82
166685
1640
и большая часть света устранена,
03:00
and we can see that dim, fine structure
83
168325
2090
мы можем увидеть тусклую,
тонкую структуру
тонкую структуру
03:02
in the corona.
84
170415
1275
в солнечной короне.
03:03
Spitzer's suggestion was we do this in space.
85
171690
2667
Спитцер предложил
сделать это в космосе.
сделать это в космосе.
03:06
We build a big screen, we fly it in space,
86
174357
2777
Создать большую ширму,
отправить её в космос,
отправить её в космос,
03:09
we put it up in front of the star,
87
177134
2047
разместить перед звездой,
03:11
we block out most of the light,
88
179181
1784
заблокировать большую часть света,
03:12
we fly a space telescope in
that shadow that's created,
that shadow that's created,
89
180965
3016
разместить телескоп
в созданной тени,
в созданной тени,
03:15
and boom, we get to see planets.
90
183981
1777
и бах, можно видеть планеты.
03:17
Well that would look something like this.
91
185758
2663
Это выглядело бы примерно так.
03:20
So there's that big screen,
92
188421
1589
Итак, это та большая ширма,
03:22
and there's no planets,
93
190010
875
и тут нет планет,
03:22
because unfortunately it doesn't
actually work very well,
actually work very well,
94
190885
2504
поскольку, на самом деле,
это работает не так хорошо,
это работает не так хорошо,
03:25
because the light waves of the light and waves
95
193389
2920
потому что световые волны
03:28
diffracts around that screen
96
196309
1680
преломляются вокруг ширмы
03:29
the same way it did in the telescope.
97
197989
1784
так же, как и в телескопе.
03:31
It's like water bending around a rock in a stream,
98
199773
3137
Это похоже на воду, изгибающуюся
вокруг камня в потоке,
вокруг камня в потоке,
03:34
and all that light just destroys the shadow.
99
202910
1790
и весь этот свет разрушает тень.
03:36
It's a terrible shadow. And we can't see planets.
100
204700
2673
Это ужасная тень.
И мы не можем увидеть планеты.
И мы не можем увидеть планеты.
03:39
But Spitzer actually knew the answer.
101
207373
1767
Но Спитцер, на самом деле,
знал ответ.
знал ответ.
03:41
If we can feather the edges, soften those edges
102
209140
2505
Если мы можем затуплять углы,
смягчать их —
смягчать их —
03:43
so we can control diffraction,
103
211645
1766
можем контролировать
преломление,
преломление,
03:45
well then we can see a planet,
104
213411
1715
то мы можем увидеть планету,
03:47
and in the last 10 years or so we've come up
105
215126
1799
и за последние 10 лет мы нашли
03:48
with optimal solutions for doing that.
106
216925
2044
оптимальные решения.
03:50
It looks something like that.
107
218969
3532
Это выглядит приблизительно так.
03:54
We call that our flower petal starshade.
108
222501
2345
Мы называем эту цветочную форму
звёздный абажур.
звёздный абажур.
03:56
If we make the edges of those petals exactly right,
109
224846
2960
Если мы сделаем углы этих лепестков
в точности правильными,
в точности правильными,
03:59
if we control their shape,
110
227806
1424
и проконтролируем их форму —
04:01
we can control diffraction,
111
229230
1558
сможем регулировать преломление,
04:02
and now we have a great shadow.
112
230788
1446
теперь мы имеем отличную тень.
04:04
It's about 10 billion times dimmer than it was before,
113
232234
2644
Она в 10 миллиардов раз более тусклая,
чем была до этого,
чем была до этого,
04:06
and we can see the planets beam out just like that.
114
234878
3446
и мы можем увидеть без проблем
свечение планет.
свечение планет.
04:10
That, of course, has to be bigger than my thumb.
115
238324
1858
Оно, конечно, должно быть больше,
чем мой большой палец.
чем мой большой палец.
04:12
That starshade is about
116
240182
1458
Этот звёздный абажур практически
04:13
the size of half a football field
117
241640
1576
как половина футбольного поля
04:15
and it has to fly 50,000 kilometers
away from the telescope
away from the telescope
118
243216
3590
и он должен находиться
в 50 000 км от телескопа,
в 50 000 км от телескопа,
04:18
that has to be held right in its shadow,
119
246806
2060
который должен находиться
в этой тени,
в этой тени,
04:20
and then we can see those planets.
120
248866
1964
и тогда мы сможем увидеть эти планеты.
04:22
This sounds formidable,
121
250830
1408
Это звучит труднопреодолимо,
04:24
but brilliant engineers, colleagues of mine at JPL,
122
252238
3008
но прекрасные инженеры,
мои коллеги с ЛРД,
мои коллеги с ЛРД,
04:27
came up with a fabulous design for how to do that
123
255246
2880
придумали потрясающий дизайн
для того, чтобы сделать это,
для того, чтобы сделать это,
04:30
and it looks like this.
124
258126
1074
и он выглядит так.
04:31
It starts wrapped around a hub.
125
259200
1788
Лепестки обкручены вокруг центра.
04:32
It separates from the telescope.
126
260988
1979
Потом происходит отделение от телескопа.
04:34
The petals unfurl, they open up,
127
262967
2271
Лепестки раскручиваются,
они открываются,
они открываются,
04:37
the telescope turns around.
128
265238
1760
телескоп поворачивается.
04:38
Then you'll see it flip and fly out
129
266998
2144
Потом вы видите полёт абажура
04:41
that 50,000 kilometers away from the telescope.
130
269142
3215
на расстояние 50 000 км от телескопа.
04:44
It's going to move in front of the star
131
272357
2470
Он пролетает перед звездой
04:46
just like that, creates a wonderful shadow.
132
274827
3283
вот таким образом
и создаёт замечательную тень.
и создаёт замечательную тень.
04:50
Boom, we get planets orbiting about it.
133
278110
3804
Бах, мы видим планеты,
вращающиеся вокруг неё.
вращающиеся вокруг неё.
04:53
(Applause)
134
281914
1724
(Аплодисменты)
04:55
Thank you.
135
283638
2359
Спасибо.
04:57
That's not science fiction.
136
285997
1953
Это не научная фантастика.
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
Мы работали над этим
последние 5-6 лет.
последние 5-6 лет.
05:02
Last summer, we did a really cool test
138
290513
2603
Прошлым летом,
мы провели классный тест
мы провели классный тест
05:05
out in California at Northrop Grumman.
139
293116
2439
в Калифорнии
в компании Northrop Grumman.
в компании Northrop Grumman.
05:07
So those are four petals.
140
295555
1583
Это 4 лепестка.
05:09
This is a sub-scale star shade.
141
297138
1712
Ниже уменьшенная копия абажура.
05:10
It's about half the size of the one you just saw.
142
298850
2497
Она вдвое меньше той,
которую вы только что видели.
которую вы только что видели.
05:13
You'll see the petals unfurl.
143
301347
1460
Вот лепестки раскрываются.
05:14
Those four petals were built by four undergraduates
144
302807
2067
Эти 4 лепестка были
сделаны 4 магистрантами,
сделаны 4 магистрантами,
05:16
doing a summer internship at JPL.
145
304874
2415
пребывавшими на летней практике в ЛРД.
05:19
Now you're seeing it deploy.
146
307289
1246
Вот они раскрываются.
05:20
Those petals have to rotate into place.
147
308535
1982
Эти лепестки должны вращаться на месте.
05:22
The base of those petals
148
310517
1170
Основа этих лепестков
05:23
has to go to the same place every time
149
311687
2373
должна возвращаться
на то же место каждый раз
на то же место каждый раз
05:26
to within a tenth of a millimeter.
150
314060
1623
с точностью до десятой доли миллиметра.
05:27
We ran this test 16 times,
151
315683
1760
Мы проводили этот тест 16 раз,
05:29
and 16 times it went into the exact same place
152
317443
2839
и 16 раз они вставали на место
05:32
to a tenth of a millimeter.
153
320282
1441
с точностью до десятой доли миллиметра.
05:33
This has to be done very precisely,
154
321723
1932
Это должно быть сделано очень точно,
05:35
but if we can do this, if we can build this technology,
155
323655
2508
но если мы сможем делать это,
создать эту технологию,
создать эту технологию,
05:38
if we can get it into space,
156
326163
1484
сможем разместить это в космосе,
05:39
you might see something like this.
157
327647
1801
вы сможете увидеть что-то такое.
05:41
That's a picture of one our nearest neighbor stars
158
329448
2272
Это фото одной из ближайших звёзд,
05:43
taken with the Hubble Space Telescope.
159
331720
2594
сделанное космическим телескопом Хаббл.
05:46
If we can take a similar space telescope,
160
334314
2384
Если мы сможем взять
похожий космический телескоп,
похожий космический телескоп,
05:48
slightly larger,
161
336698
1258
немного больше размером,
05:49
put it out there,
162
337956
1422
разместить его там,
05:51
fly an occulter in front of it,
163
339378
1386
раскрыть ширму перед ним,
05:52
what we might see is something like that --
164
340764
2190
то мы должны увидеть что-то такое —
05:54
that's a family portrait of our
solar system -- but not ours.
solar system -- but not ours.
165
342954
2936
это семейный портрет
нашей солнечной системы — но не нашей.
нашей солнечной системы — но не нашей.
05:57
We're hoping it'll be someone else's solar system
166
345890
2522
Мы надеемся, это будет
какая-то другая солнечная система,
какая-то другая солнечная система,
06:00
as seen through an occulter,
167
348412
1632
видимая благодаря затемнению,
06:02
through a starshade like that.
168
350044
1070
через звёздный абажур.
06:03
You can see Jupiter, you can see Saturn,
169
351114
2025
Вы можете увидеть Юпитер, Сатурн,
06:05
Uranus, Neptune, and right there in the center,
170
353139
2623
Уран, Нептун и прямо там в центре,
06:07
next to the residual light
171
355762
1340
рядом с остаточным светом
06:09
is that pale blue dot. That's Earth.
172
357102
1905
находится та светло-голубая точка.
Это Земля.
Это Земля.
06:11
We want to see that, see if there's water,
173
359007
2374
Мы хотим увидеть её,
и есть ли там вода,
и есть ли там вода,
06:13
oxygen, ozone,
174
361381
1405
кислород, озон,
06:14
the things that might tell us that it could harbor life.
175
362786
2523
то, что может подсказать нам
возможность жизни.
возможность жизни.
06:17
I think this is the coolest possible science.
176
365309
2409
По моему мнению,
это самая классная наука.
это самая классная наука.
06:19
That's why I got into doing this,
177
367718
1653
Я начал этим заниматься,
06:21
because I think that will change the world.
178
369371
1970
потому что я считаю,
что это изменит мир.
что это изменит мир.
06:23
That will change everything when we see that.
179
371341
2438
Это изменит всё, когда мы это увидим.
06:25
Thank you.
180
373779
1586
Спасибо.
06:27
(Applause)
181
375365
4000
(Аплодисменты)
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