TED2014
Jeremy Kasdin: The flower-shaped starshade that might help us detect Earth-like planets
Jeremy Kasdin: Starshade – hviezdne tienidlo v tvare kvetu, ktoré nám môže pomôcť odhaliť planéty podobné Zemi
Filmed:
Readability: 3.4
1,421,022 views
Astronómovia si myslia, že každá hviezda v galaxii má planéty, pričom asi na pätine z nich by mohol existovať život. Zatiaľ sme však nemali možnosť vidieť ani jednu. Tím Jeremyho Kasdina by to chcel zmeniť tým, že navrhnú a vytvoria niečo mimoriadne – akési „hviezdne tienidlo“ v tvare kvetu, ktoré bude umiestnené 50 000 km od teleskopu a umožní nám vidieť planéty obiehajúce okolo vzdialených hviezd. Hovorí, že je to „to najúžasnejšie, čo veda priniesla.“
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
Vesmír je plný planét.
Počas najbližšieho desaťročia
chceme vytvoriť teleskop,
chceme vytvoriť teleskop,
00:16
I want us, in the next decade,
1
4118
1876
00:17
to build a space telescope that'll be able to image
2
5994
2393
ktorým uvidíme planéty
obiehajúce okolo iných hviezd
obiehajúce okolo iných hviezd
00:20
an Earth about another star
3
8387
2101
00:22
and figure out whether it can harbor life.
4
10488
2744
a zistíme, či je na nich možný život.
S kolegami z NASA Laboratória
prúdového pohonu (JPL) v Princetone
prúdového pohonu (JPL) v Princetone
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
pracujeme na technológii,
00:30
that will be able to do just that in the coming years.
7
18253
3538
ktorá nám to v najbližších rokoch umožní.
Astronómovia si myslia,
00:33
Astronomers now believe that every star
8
21791
1985
že každá hviezda v galaxii má planéty.
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
Asi pätina z nich by mohla mať
planéty podobné Zemi,
planéty podobné Zemi,
00:39
have an Earth-like planet
11
27992
1076
na ktorých by mohol byť život,
00:41
that might be able to harbor life,
12
29068
1692
00:42
but we haven't seen any of them.
13
30760
1762
ale zatiaľ sme žiadnu nevideli.
00:44
We've only detected them indirectly.
14
32522
2738
Objavili sme ich iba nepriamo.
00:47
This is NASA's famous picture of the pale blue dot.
15
35260
3233
Toto je známy NASA obrázok
bledomodrej bodky.
bledomodrej bodky.
Urobila ho sonda Voyager v roku 1990.
00:50
It was taken by the Voyager spacecraft in 1990,
16
38493
2797
00:53
when they turned it around as
it was exiting the solar system
it was exiting the solar system
17
41290
2758
Keď opúšťala Slnečnú sústavu, otočili ju,
00:56
to take a picture of the Earth
18
44048
1712
aby odfotila Zem zo vzdialenosti
6 miliárd kilometrov.
6 miliárd kilometrov.
00:57
from six billion kilometers away.
19
45760
2322
Chcem urobiť takúto fotku planéty ako Zem
obiehajúcej okolo inej hviezdy.
obiehajúcej okolo inej hviezdy.
01:00
I want to take that
20
48082
1568
01:01
of an Earth-like planet about another star.
21
49650
2582
Prečo ju ešte nemáme? V čom je problém?
01:04
Why haven't we done that? Why is that hard?
22
52232
2400
Predstavte si, že otočíme Hubblov teleskop
a presunieme ho na obežnú dráhu Marsu.
a presunieme ho na obežnú dráhu Marsu.
01:06
Well to see, let's imagine we take
23
54632
1422
01:08
the Hubble Space Telescope
24
56054
1946
01:10
and we turn it around and we move it out
25
58000
1698
01:11
to the orbit of Mars.
26
59698
1534
Získali by sme trochu
rozmazanú fotografiu Zeme
rozmazanú fotografiu Zeme
01:13
We'll see something like that,
27
61232
1208
01:14
a slightly blurry picture of the Earth,
28
62440
2068
urobenú pomerne malým teleskopom
z obežnej dráhy Marsu.
z obežnej dráhy Marsu.
01:16
because we're a fairly small telescope
29
64508
2321
01:18
out at the orbit of Mars.
30
66829
1539
Desaťnásobne zväčšíme vzdialenosť.
01:20
Now let's move ten times further away.
31
68368
2016
01:22
Here we are at the orbit of Uranus.
32
70384
1936
Sme na obežnej dráhe Uránu.
Vidíme menšiu Zem v horšom rozlíšení.
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
Ešte stále vidíme mesiac.
Zase sa desaťnásobne vzdiaľme.
01:28
but let's go ten times further away again.
35
76591
2113
01:30
Here we are at the edge of the solar system,
36
78704
1731
Sme v Kuiperovom páse
na okraji Slnečnej sústavy.
na okraji Slnečnej sústavy.
01:32
out at the Kuiper Belt.
37
80435
1298
Úplne sme prišli o rozlíšenie.
01:33
Now it's not resolved at all.
38
81733
1706
Toto je tá bledomodrá bodka Carla Sagana.
01:35
It's that pale blue dot of Carl Sagan's.
39
83439
2664
Opäť sa desaťnásobne vzdialime.
01:38
But let's move yet again ten times further away.
40
86103
2200
Sme v Oortovom oblaku,
už mimo Slnečnej sústavy,
už mimo Slnečnej sústavy,
01:40
Here we are out at the Oort Cloud,
41
88303
1624
01:41
outside the solar system,
42
89927
1560
a do zorného poľa sa nám začína
okrem planéty dostávať aj Slnko.
okrem planéty dostávať aj Slnko.
01:43
and we're starting to see the sun
43
91487
1616
01:45
move into the field of view
44
93103
1312
01:46
and get into where the planet is.
45
94415
1464
Opäť sa desaťnásobne vzdialime.
01:47
One more time, ten times further away.
46
95879
2131
01:50
Now we're at Alpha Centauri,
47
98010
1653
Sme pri najbližšom susedovi,
trojhviezde Alfa Centauri,
trojhviezde Alfa Centauri,
01:51
our nearest neighbor star,
48
99663
1240
01:52
and the planet is gone.
49
100903
1349
a planétu už nevidíme.
01:54
All we're seeing is the big beaming image of the star
50
102252
2608
Vidíme len veľkú žiarivú hviezdu
desať miliárdnásobne jasnejšiu
desať miliárdnásobne jasnejšiu
01:56
that's ten billion times brighter than the planet,
51
104860
2957
ako je planéta v červenom krúžku.
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
Toto chceme vidieť. Tu je ten problém.
02:03
The light from the star is diffracting.
54
111823
2320
Dochádza k difrakcii svetla z hviezdy.
02:06
It's scattering inside the telescope,
55
114143
1741
Vidíme len svetlo veľmi jasnej hviezdy
prekrývajúce menej jasnú planétu.
prekrývajúce menej jasnú planétu.
02:07
creating that very bright image
56
115884
1504
02:09
that washes out the planet.
57
117388
1752
Na to, aby sme mohli vidieť planétu,
sa najprv musíme zbaviť toho svetla.
sa najprv musíme zbaviť toho svetla.
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
02:14
We have to get rid of it.
60
122671
1231
Veľa ľudí pracuje na úžasných
technológiách s týmto cieľom.
technológiách s týmto cieľom.
02:15
I have a lot of colleagues working on
61
123902
1445
02:17
really amazing technologies to do that,
62
125347
2015
Chcel by som vám povedať
niečo o tej najúžasnejšej,
niečo o tej najúžasnejšej,
02:19
but I want to tell you about one today
63
127362
1815
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
vďaka ktorej možno získame
v ďalšom desaťročí našu fotku.
v ďalšom desaťročí našu fotku.
02:24
in the next decade.
66
132874
1536
Ako prvý ju navrhol
v roku 1962 Lyman Spitzer,
v roku 1962 Lyman Spitzer,
02:26
It was first suggested by Lyman Spitzer,
67
134410
2072
02:28
the father of the space telescope, in 1962,
68
136482
3160
ktorý navrhol aj vesmírny teleskop.
Inšpiroval sa zatmením Slnka.
02:31
and he took his inspiration from an eclipse.
69
139642
2116
02:33
You've all seen that. That's a solar eclipse.
70
141758
2183
Zatmenie ste už určite všetci videli.
02:35
The moon has moved in front of the sun.
71
143941
2040
Mesiac sa dostane pred Slnko.
Zatieni ho a vidíme len tlmenú korónu
presvitajúcu okolo Mesiaca.
presvitajúcu okolo Mesiaca.
02:37
It blocks out most of the light
72
145981
1760
02:39
so we can see that dim corona around it.
73
147741
2376
Takto by som mohol palcom zatieniť
sveto reflektora svietiace mi do očí
sveto reflektora svietiace mi do očí
02:42
It would be the same thing if I put my thumb up
74
150117
1663
02:43
and blocked that spotlight
that's getting right in my eye,
that's getting right in my eye,
75
151780
2585
a videl by som aj ľudí v zadnom rade.
02:46
I can see you in the back row.
76
154365
1912
02:48
Well, what's going on?
77
156277
1302
O čo tu ide?
V podstate o to,
že Mesiac vrhá tieň na Zem.
že Mesiac vrhá tieň na Zem.
02:49
Well the moon
78
157579
1945
02:51
is casting a shadow down on the Earth.
79
159524
2415
Keď do zatienenej oblasti dáme
teleskop alebo fotoaparát
teleskop alebo fotoaparát
02:53
We put a telescope or a camera in that shadow,
80
161939
3235
02:57
we look back at the sun,
81
165174
1511
a pozrieme sa na Slnko,
zbavili sme sa väčšiny svetla
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
a môžeme vidieť peknú tlmenú
štruktúru slnečnej koróny.
štruktúru slnečnej koróny.
03:02
in the corona.
84
170415
1275
Spitzer navrhol,
aby sme vytvorili veľkú clonu,
aby sme vytvorili veľkú clonu,
03:03
Spitzer's suggestion was we do this in space.
85
171690
2667
03:06
We build a big screen, we fly it in space,
86
174357
2777
dostali ju do vesmíru,
03:09
we put it up in front of the star,
87
177134
2047
zatienili ňou hviezdu
a zbavili sa tak väčšiny jej svetla.
a zbavili sa tak väčšiny jej svetla.
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
Do vytvoreného tieňa by sme
umiestnili vesmírny teleskop
umiestnili vesmírny teleskop
03:15
and boom, we get to see planets.
90
183981
1777
a hľa, vidíme planéty.
03:17
Well that would look something like this.
91
185758
2663
Vyzeralo by to asi takto.
Napriek veľkej clone
však nevidíme planéty.
však nevidíme planéty.
03:20
So there's that big screen,
92
188421
1589
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
Tento koncept nanešťastie veľmi nefunguje,
03:25
because the light waves of the light and waves
95
193389
2920
pretože ako pri teleskope bez clony
aj tu dochádza k difrakcii svetla hviezdy.
aj tu dochádza k difrakcii svetla hviezdy.
03:28
diffracts around that screen
96
196309
1680
03:29
the same way it did in the telescope.
97
197989
1784
Svetlo "obteká" okolo clony
ako voda v rieke okolo kameňa
ako voda v rieke okolo kameňa
03:31
It's like water bending around a rock in a stream,
98
199773
3137
03:34
and all that light just destroys the shadow.
99
202910
1790
a tým zničí náš tieň.
03:36
It's a terrible shadow. And we can't see planets.
100
204700
2673
Tieň je otrasný. A stále nevidíme planéty.
Spitzer mal riešenie aj na toto.
03:39
But Spitzer actually knew the answer.
101
207373
1767
03:41
If we can feather the edges, soften those edges
102
209140
2505
Zmeňme formu hrany tak,
aby sme zabránili difrakcii
03:43
so we can control diffraction,
103
211645
1766
03:45
well then we can see a planet,
104
213411
1715
a uvidíme planéty.
03:47
and in the last 10 years or so we've come up
105
215126
1799
Za posledných 10 rokov sa nám
podarilo nájsť optimálne riešenie.
podarilo nájsť optimálne riešenie.
03:48
with optimal solutions for doing that.
106
216925
2044
03:50
It looks something like that.
107
218969
3532
Vyzerá asi takto.
Je to hviezdne tienidlo v tvare kvetu.
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
Ak budú hrany lupeňov vyrobené správne
03:59
if we control their shape,
110
227806
1424
a budú mať správny tvar,
dokážeme zabrániť difrakcii
04:01
we can control diffraction,
111
229230
1558
a získame skvelý tieň.
04:02
and now we have a great shadow.
112
230788
1446
04:04
It's about 10 billion times dimmer than it was before,
113
232234
2644
Svetlo 10 miliárnásobne tlmenejšie
a teraz už vidíme aj planéty.
04:06
and we can see the planets beam out just like that.
114
234878
3446
Tienidlo bude väčšie ako 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
Bude asi také veľké
ako polovica futbalového štadióna
ako polovica futbalového štadióna
04:13
the size of half a football field
117
241640
1576
04:15
and it has to fly 50,000 kilometers
away from the telescope
away from the telescope
118
243216
3590
a bude musieť odletieť
50 000 kilometrov od teleskopu,
50 000 kilometrov od teleskopu,
ktorý ostane v jeho tieni.
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
Potom uvidíme planéty.
Táto myšlienka vzbudzuje rešpekt,
04:22
This sounds formidable,
121
250830
1408
04:24
but brilliant engineers, colleagues of mine at JPL,
122
252238
3008
ale geniálni inžinieri z JPL
prišli so skvelým dizajnom,
prišli so skvelým dizajnom,
04:27
came up with a fabulous design for how to do that
123
255246
2880
ktorý vyzerá takto.
04:30
and it looks like this.
124
258126
1074
04:31
It starts wrapped around a hub.
125
259200
1788
Lupene sú ovinuté okolo nosníka.
04:32
It separates from the telescope.
126
260988
1979
Tienidlo sa oddelí od teleskopu.
Lupene sa rozvinú, otvoria sa
04:34
The petals unfurl, they open up,
127
262967
2271
a teleskop sa otočí.
04:37
the telescope turns around.
128
265238
1760
Potom sa otočí tienidlo,
04:38
Then you'll see it flip and fly out
129
266998
2144
ktoré odletí 50 000 kilometrov
od teleskopu.
od teleskopu.
04:41
that 50,000 kilometers away from the telescope.
130
269142
3215
Priletí pred hviezdu,
presne tak ako to vidíte v simulácii,
presne tak ako to vidíte v simulácii,
04:44
It's going to move in front of the star
131
272357
2470
04:46
just like that, creates a wonderful shadow.
132
274827
3283
a vytvorí nádherný tieň.
04:50
Boom, we get planets orbiting about it.
133
278110
3804
A hľa, už vidíme planéty,
ktoré okolo hviezdy obiehajú.
ktoré okolo hviezdy obiehajú.
04:53
(Applause)
134
281914
1724
(potlesk)
Ďakujem.
04:55
Thank you.
135
283638
2359
(potlesk)
04:57
That's not science fiction.
136
285997
1953
Toto nie je žiadna 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
Na tomto projekte pracujeme
už 5 alebo 6 rokov.
už 5 alebo 6 rokov.
05:02
Last summer, we did a really cool test
138
290513
2603
Minulé leto sme uskutočnili
test v Kalifornii
test v Kalifornii
05:05
out in California at Northrop Grumman.
139
293116
2439
v spolupráci so spoločnosťou
Northrop Grumman.
Northrop Grumman.
05:07
So those are four petals.
140
295555
1583
Tu vidíte 4 lupene
tienidla v zmenšenej mierke.
tienidla v zmenšenej mierke.
05:09
This is a sub-scale star shade.
141
297138
1712
Je asi o polovicu menšie
ako to v simulácii.
ako to v simulácii.
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
Vidíte rozvinutie lupeňov.
05:14
Those four petals were built by four undergraduates
144
302807
2067
Tieto 4 lupene vytvorili
4 študenti - stážisti v JPL.
4 študenti - stážisti v JPL.
05:16
doing a summer internship at JPL.
145
304874
2415
Lupene sa rozmiestňujú.
05:19
Now you're seeing it deploy.
146
307289
1246
05:20
Those petals have to rotate into place.
147
308535
1982
Musia zapadnúť na svoje miesto.
05:22
The base of those petals
148
310517
1170
Vždy musia zapadnúť na to isté miesto
s presnosťou na desatinu milimetra.
s presnosťou na desatinu milimetra.
05:23
has to go to the same place every time
149
311687
2373
05:26
to within a tenth of a millimeter.
150
314060
1623
05:27
We ran this test 16 times,
151
315683
1760
Otestovali sme ich 16-krát
05:29
and 16 times it went into the exact same place
152
317443
2839
a 16-krát zapadli na to isté miesto
s presnosťou na desatinu milimetra.
s presnosťou na desatinu milimetra.
05:32
to a tenth of a millimeter.
153
320282
1441
Presnosť je nesmierne dôležitá,
05:33
This has to be done very precisely,
154
321723
1932
ale ak túto technológiu skutočne vytvoríme
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
a dostaneme ju do vesmíru,
05:39
you might see something like this.
157
327647
1801
uvidíme niečo takéto.
05:41
That's a picture of one our nearest neighbor stars
158
329448
2272
Toto je fotka nášho najbližšieho suseda,
05:43
taken with the Hubble Space Telescope.
159
331720
2594
ktorú urobil Hubbleov teleskop.
05:46
If we can take a similar space telescope,
160
334314
2384
Ak by sme do vesmíru vyslali
o trochu väčší vesmírny teleskop
o trochu väčší vesmírny teleskop
05:48
slightly larger,
161
336698
1258
05:49
put it out there,
162
337956
1422
a umiestnili predeň clonu,
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
uvideli by sme niečo také, ako je
táto „rodinná fotka“ Slnečnej sústavy.
táto „rodinná fotka“ Slnečnej sústavy.
05:54
that's a family portrait of our
solar system -- but not ours.
solar system -- but not ours.
165
342954
2936
Bola by to však fotografia
inej slnečnej sústavy
inej slnečnej sústavy
05:57
We're hoping it'll be someone else's solar system
166
345890
2522
06:00
as seen through an occulter,
167
348412
1632
urobená pomocou hviezdneho tienidla.
06:02
through a starshade like that.
168
350044
1070
06:03
You can see Jupiter, you can see Saturn,
169
351114
2025
Na tejto fotografii vidíte
Jupiter, Saturn, Urán, Neptún
Jupiter, Saturn, Urán, Neptún
06:05
Uranus, Neptune, and right there in the center,
170
353139
2623
a tam v strede je tá bledomodrá bodka.
06:07
next to the residual light
171
355762
1340
06:09
is that pale blue dot. That's Earth.
172
357102
1905
To je Zem.
06:11
We want to see that, see if there's water,
173
359007
2374
Toto chceme vidieť.
Sú na planéte voda, kyslík a ozón?
06:13
oxygen, ozone,
174
361381
1405
06:14
the things that might tell us that it could harbor life.
175
362786
2523
Tieto veci by naznačovali
prítomnosť života.
prítomnosť života.
06:17
I think this is the coolest possible science.
176
365309
2409
Toto je to najúžasnejšie,
čo veda priniesla.
čo veda priniesla.
06:19
That's why I got into doing this,
177
367718
1653
Pre toto robím svoju robotu.
06:21
because I think that will change the world.
178
369371
1970
Myslím si, že toto zmení svet.
Keď uvidíme tieto veci,
všetko sa zmení.
všetko sa zmení.
06:23
That will change everything when we see that.
179
371341
2438
Ďakujem.
06:25
Thank you.
180
373779
1586
(potlesk)
06:27
(Applause)
181
375365
4000
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