Содержание
Кончина «Кеплера»: охотник на инопланетян ушел на покой
- Технологии
- Александр Баулин
Автор
Фото NASA
Рано радовались ученые и энтузиасты: починенный хитроумным методом (выключением и включением отказавшего гироскопа), космический телескоп Kepler официально закончил свою работу
Космическая обсерватория Kepler потратила все топливо, поэтому была выключена и захоронена на безопасной орбите далеко от Земли. Об этом говорится в сообщении NASA.
Как «Кеплер» стал знаменитым?
«Он нашел целый калейдоскоп из планет, в том числе таких типов, которые не найти в нашей Солнечной системе. Он был маленьким космическим кораблем, у которого все получилось. Он сделал все, о чем мы его просили, и даже больше», — так романтично отозвался о работе телескопа Kepler научный руководитель проекта Джесси Дотсон.
Ранее 17 октября NASA уже опубликовала эпитафию телескопу. На днях оказалось, что сломанный гироскоп удалось починить, но это не спасло миссию в целом. Закончилось топливо, которое обеспечивало устойчивое позиционирование телескопа в точном направлении снимаемой области. 10 октября была запущена высокоскоростная передача данных с телескопа.
Агентство отмечает, что космический телескоп Kepler в одиночку изменил всю науку об экзопланетах — космических телах, которые располагаются за пределами Солнечной системы. До появления космической обсерватории Kepler астрономы смогли найти всего несколько сотен экзопланет, и большинство из них были однотипными газовыми гигантами, расположенными слишком близко к своим звездам.
Это исключало возможность их изучения, а также не оставляло никаких надежд на обнаружение там жизни.
Работа Kepler в течении 9 лет позволила открыть тысячи экзопланет различных размеров и типов, включая 30 соблазнительно похожих на Землю: каменного типа и достаточно близких по размерам. Кроме того, многие из них находятся в «зоне обитаемости», то есть на достаточном расстоянии от звезды, вокруг которой они вращаются, чтобы она не испарила всю воду на них, но не так далеко, чтобы вся вода замерзла. Жидкая вода считается одним из необходимых условий для зарождения жизни.
«Kepler превратил поиск планет в увлекательную игру, и Вселенная превзошла наши самые смелые мечты», — описывает результаты работы с аппаратом Брюс Макинтош из Стэнфордского университета.
У истоков победоносной миссии «Кеплера» стоял Уильям Боруцки, ученый из NASA, который убедил агентство построить телескоп. Первые экзопланеты обнаруживали с 1995 года по движениям звезд: вращавшиеся вокруг них планеты вызывали небольшие колебания звезды, что можно было обнаружить в мощные наземные телескопы.
Однако Боруцки был уверен, что экзопланеты проще обнаружить «методом транзита», хотя для этого надо иметь в 1000 раз более чувствительные фотометры, чем существовавшие на тот момент. Проходя между родительской звездой и Землей, экзопланета незначительно затемняет свое светило. Однако этот эффект мал, поэтому понадобилась обсерватория на орбите, чтобы исключить влияние атмосферы и в результате повысить чувствительность.
Предложение Боруцки было отклонено четырежды. Но ученый был настойчив, и в 2001 году NASA одобрила проект. Затраты составили $692 млн, и в 2009 году аппарат был запущен на орбиту: 1,4-метровое зеркало и 95-мегапиксельная камера стали крупнейшим космическим телескопом на тот момент. «Кеплер» был способен смотреть за участком неба, приблизительно равным кулаку на расстоянии вытянутой руки — на нем умещалось до 150 000 звезд, за которыми одновременно шло наблюдение, что позволило кардинально повысить вероятность обнаружения экзопланет.
На данный момент подтверждено существование 2650 экзопланет, и еще 3000 ожидают подтверждения своего статуса.
Среди них 30 каменных планет, того же типа, что и Земля, и по размерам превосходящих ее не более чем вдвое, которые находятся в «зоне обитаемости». Они — первые кандидаты на поиски внеземной жизни за пределами Солнечной системы.
Иоганн Кеплер, астроном, именем которого был назван телескоп, окончательно доказал гелиоцентрическое строение Солнечной системы. Но раз Земля — не центр Вселенной, логично предположить, что и другие звезды могут иметь планеты. Одноименный телескоп показал, что такие планеты не просто существуют (это было известно до него), но и представляют собой типичное явление. Только наша галактика Млечный путь содержит как минимум столько же планет, сколько звезд — порядка 100 млрд. А чем больше планет, тем выше шансы, что на некоторых из них были подходящие условия для жизни, а где-то она могла дойти и до разумного уровня.
Телескоп Kepler закончил свой славный путь. Но дело его живет: на орбиту выведен телескоп TESS, который сможет обнаружить в 10 раз больше звезд, чем известно сегодня.
Благодаря быстрому развитию технологий эта миссия будет почти вдвое дешевле, чем Kepler — $340 млн. А если NASA удастся завершить более грандиозный проект, то в 2020 году в космос будет выведен телескоп имени Джеймса Уэбба с рекордным размером зеркала 6,5 м, который сможет «рассмотреть» состав атмосферы у открытых экзопланет. Но сначала ему придется решить земные проблемы: на его строительство уже отведено $9 млрд против $0,5 млрд запланированных, и еще не факт, что на этом удастся остановиться.
- «Хьюстон, у нас проблемы»: почему NASA теряет космические аппараты
- Звезды нас ждут: как супертелескоп Джеймса Уэбба будет искать жизнь во Вселенной
- Космический поиск: NASA запустило в космос охотника за экзопланетами
Александр Баулин
Автор
#космос
#телескоп
#внеземные цивилизации
Рассылка Forbes
Самое важное о финансах, инвестициях, бизнесе и технологиях
В поисках второй Земли — телескоп Кеплера | Млечный Путь
Самая важная информация о телескопе Кеплера
Космос для нас еще не исследован, но с каждым годом мы узнаем о нем все больше и больше.
Все это благодаря использованию специализированных устройств, таких как спутники, шаттлы и других устройств, управляющих освоением космоса. Телескоп Кеплера также внес значительный вклад в углубление наших знаний в этой области, поэтому стоит узнать о нем некоторые важные факты.
Космический телескоп Кеплер
Кеплер — это космический телескоп, принадлежащий НАСА, задачей которого является поиск внесолнечных планет, похожих на Землю. Он начал свою миссию в марте 2009 года в рамках программы Discovery. Целью этого проекта является получение информации, имеющей высокую научную ценность, без больших затрат, связанных с этим.
Ян Кеплер. Фото взято с сайта naukatv.ru
Он назван в честь Яна Кеплера, астронома, который разработал 3 закона движения планет вокруг Солнца. Общая стоимость миссии составляет 591 миллион долларов — небольшая сумма в контексте освоения космоса. Перед телескопом стояло несколько важных задач, но все они касались изучения разнообразия космических структур и частоты их появления в космосе.
Благодаря этому устройству стало возможным изучать тип и частоту планет и планетных систем в районе исследования. Около 100 000 небесных тел из космоса остаются под постоянным наблюдением телескопа. Сам телескоп был выведен на гелиоцентрическую орбиту на том же расстоянии от Солнца, что и наша планета Земля.
Строительство телескопа
Космический телескоп Кеплер был построен в основном компанией Ball Aerospace & Technologies. Вся конструкция этого спутника весит 1052 кг. Устройство состоит из множества элементов и систем, в том числе блока электроники, управляющего фотометром. Он состоит из 10 печатных схем, состоящих из 20 000 элементов. Интересно, что рабочая температура этой системы составляет 30 градусов Цельсия, хотя другие компоненты рядом с ней работают при -95 градусов Цельсия. В данном случае для выработки электроэнергии использовались 4 солнечных элемента площадью 10,2 метров в квадрате, которые вместе дают 1100 Вт.
Телескоп Kepler на стадии разработки.
Фото: NASA
Однако наиболее важным элементом этого телескопа является фотометр. Он построен по системе Шмидта, его поле зрения составляет 12 градусов. Из плавленого кварца изготовлено главное зеркало и коллектор аберраций, а свет телескопа собирается матрицей, состоящей из 42 ПЗС-систем размером 50 на 25 мм. Раз в месяц собранные данные передаются на Землю.
Спутник также состоит из сферического зеркала телескопа радиусом 2,8 м. В его реализации участвовало целых 3 компании, но каждая из них выполняла свою задачу. Создателем вышеупомянутого зеркала была компания Corning Glass, отражающий слой нанесла корпорация Surface Optics Corporation, а полировка — Brashear LP. Благодаря надежному подходу к делу вес зеркала был уменьшен на целых 17%.
Главное зеркало телескопа Kepler. Фото: NASA
Что было достигнуто благодаря миссии Кеплера?
Во время своей миссии телескоп Кеплера провел много революционных измерений. Благодаря ему было обнаружено, что галактика полна планет и их больше, чем звезд.
Возможно, вам интересно, сколько из них было обнаружено этим телескопом? Миссия Кеплера и миссия К2 привели к открытию более 2600 экзопланет. Однако основной целью исследования было найти те, которые похожи на Землю. Проект оказался успешным и в этом отношении, так как несколько обнаруженных телескопом небесных тел имели параметры, близкие к нашей планете.
Планета Kepler-186f в сравнении с Землей в представлении художника
Исследования, проведенные на основе полученных данных, показывают, что до 50% звезд могут иметь небольшие каменистые планеты, пригодные для жизни в местах их обитания. Это области, где может существовать жидкая вода, но до сих пор неясно, позволяют ли какие-либо из них процветать жизни.
Обнаруженные планеты очень разнообразны, поэтому мы не можем говорить об однородных размерах или других подобных параметрах. Интересное открытие, сделанное с помощью этого телескопа, заключается в том, что в космосе можно найти системы с гораздо большим количеством планет, чем наша.
Это вызвало новые вопросы у ученых. Как образуются планетные системы? Формируются ли планеты близко к звезде или они мигрируют? Ответ на них до сих пор остается неизвестным.
Телескоп также очень внимательно исследовал звезды во время своей работы. Благодаря этому удалось углубить знания об устройстве и истории не только нашей галактики. Одним из главных достижений этой миссии, несомненно, стала съемка начальных стадий взрывающихся звезд, которые мы обычно называем сверхновыми. Это пролило совершенно новый свет на процесс их исчезновения.
Сверхновая SN 1993J в представлении художника
Окончание миссии
Космический телескоп Кеплера начал свою миссию в 2009 году, и хотя первоначально предполагалось, что его исследования продлятся всего 3,5 года, он собирал информацию гораздо дольше. Миссия продлевалась дважды, и в первый раз предполагалось, что она продлится до 2016 года. В конечном итоге спутник завершил свою работу в конце 2018 года, а точнее 30 октября 2018 года.
После 9 лет непрерывной работы у спутника закончилось топливо, и он больше не мог вести научные операции.
НАСА, однако, решило не возвращать телескоп назад, и он продолжает вращаться по своей текущей орбите. Безусловно, миссию телескопа можно назвать прорывом, потому что это была первая попытка поиска внесолнечных планет.
Космический телескоп Kepler. Фото: NASA
Однако и здесь не обошлось без проблем, поскольку в 2013 году вышло из строя колесо реакции телескопа, а значит, пришлось изменить формулу работы спутника. Тогда и начался проект К2. Однако конец операции Кеплера — это еще не конец освоения космоса. Преемником этого телескопа является TESS, который находится в космосе с 2018 года. Его исследовательская миссия рассчитана на 2 года, в течение которых он проанализирует 13 секторов северного неба и 13 секторов южного неба. Будет покрыто до 85% всего неба. Собранная информация предназначена для дополнения информации, собранной телескопом Кеплер.
Миссия этого спутника закончилась несколько лет назад. Однако следует помнить, что все данные, которые Кеплер собрал в ходе своих исследований, будут анализироваться учеными в течение многих лет и, вероятно, принесут не одно революционное открытие.
Кеплер: Оригинальный охотник за планетами
Космический телескоп Кеплер был первым запущенным телескопом, основной задачей которого был поиск экзопланет. Kepler был запущен в 2009 году и:
- имеет 95-мегапиксельную камеру
- искал землеподобные планеты
- открыто более 4000 экзопланет
- мониторинг 150.000 звезд
- всегда указывает на одну и ту же точку на небе
- пережил свою 3,5-летнюю миссию на 6 лет
Художественная концепция экзопланеты Kepler 452b рядом с Землей. Кредит: НАСА
95-мегапиксельная камера
Космический телескоп Кеплер имеет самую большую камеру в космосе. Фотометр этой массивной «камеры» состоит из массива из 21 модуля с двумя устройствами с зарядовой связью (ПЗС). Каждая ПЗС имеет разрешение 2200×1024 пикселей.
Предоставление Кеплеру разрешения 95 мегапикселей.
Массив фокальной плоскости Кеплера. Предоставлено: НАСА
Поле зрения Кеплера. Кредит: НАСА
Ищем землю как планеты
Мы одни во вселенной? Много ли планет, похожих на Землю? Или скалистая планета, которую мы называем домом, редкое явление? Миссия Кеплера состояла в том, чтобы найти планеты размером с Землю в обитаемой зоне звезды или рядом с ней. Для этого он направил свой фотометр на часть земного региона Млечного Пути.
Более 4000 экзопланет
До начала работы Кеплера было открыто всего несколько десятков экзопланет. Но после того, как Кеплер обнаружил свои первые 5 экзопланет в 2010 году, шлюзы открылись. По состоянию на ноябрь 2019 года Кеплер обнаружил более 4000 экзопланет, из которых более 2000 кандидатов в планеты еще не подтверждены. Проверьте Архив экзопланет НАСА для получения самых последних данных.
Отслеживалось 150 000 звезд
Чтобы найти эти экзопланеты, Кеплер использовал свой массив изображений 95MP, чтобы просмотреть примерно 150 000 звезд главной последовательности. Эти типы звезд находятся в той же точке своей жизни, что и наше собственное Солнце. Глядя на звезды, похожие на нашу, это увеличивает шансы найти твердые экзопланеты, такие как Земля, в обитаемой зоне, где может присутствовать жидкая вода и, возможно, даже жизнь.
Всегда указывает на одну и ту же точку на небе
Основной метод, используемый Кеплером для обнаружения экзопланет, известен как Транзитная фотометрия. Всякий раз, когда планета проходит перед своей родительской звездой, небольшая часть звездного света блокируется так же, как луна блокирует солнце во время затмения. Только в гораздо меньших масштабах. Постоянно указывая на одну и ту же точку на небе, наблюдая за одними и теми же звездами, Кеплер может измерять излучение звезд с течением времени и обнаруживать эти мельчайшие провалы.
Транзитный метод. Кредит: НАСА
Первоначальная миссия Кеплера была рассчитана на 3,5 года. Однако он был построен с большим, чем необходимо, топливным баком, который в конце концов был полностью заполнен, потому что подъемник (ракета) не был на максимальной мощности. Это дало Кеплеру около 10 лет топлива при запуске в 2009 году. Даже когда в 2013 году реактивные колеса, используемые для удержания космического корабля в наведенном состоянии, начали выходить из строя, хитрые уловки смогли поддерживать работу телескопа до конца 2018 года, когда Кеплер ушел на пенсию 30 октября.
Дополнительное чтение:
Кеплер космический телескоп [НАСА]
Способность найти экзопланет [НАСА]
Экзопланета.
Опубликовано 17 ноября 2019 г.
Это последнее изображение Кеплера
30 октября 2018 г., после девяти лет верной службы, космический телескоп Kepler был официально выведен из эксплуатации. Имея на своем счету почти 4000 кандидатов и 2662 подтвержденных экзопланеты, ни один другой телескоп не смог рассказать нам больше о мирах, существующих за пределами нашей Солнечной системы.
В ближайшие годы будет развернуто несколько телескопов следующего поколения, которые попытаются построить фундамент Кеплер построен.
И все же, даже на пенсии, Кеплер продолжает делать нам впечатляющие открытия. Во-первых, НАСА начало новый год, объявив об открытии нескольких новых экзопланет, в том числе суперземли и газового гиганта размером с Сатурн, а также планеты необычного размера, которая охватывает эти две категории. Вдобавок ко всему, НАСА недавно опубликовало «последнее легкое» изображение и записи, полученные Kepler до того, как у него закончилось топливо и он завершил свою миссию.
Последнее изображение Kepler (показано вверху), сделанное 25 сентября 2018 года, представляет собой «последний свет», полученный космическим телескопом. Почерневшие зазоры в центре и вверху — результат случайных отказов деталей камеры. Однако это не повлияло на остальную часть инструмента и не помешало Кеплеру получить этот последний взгляд на космос.
Изображение «первого света» Кеплера, сделанное в 2009 году. Предоставлено: NASA/Ames/J. Jenkins
Это также происходит через девять с половиной лет после того, как Кеплер начал свое путешествие в поисках экзопланет со своим изображением «первого света» (показано выше). Это изображение было получено в результате 60-секундной экспозиции, сделанной 8 апреля 2009 года.— через день после того, как пылезащитный кожух космического корабля был сброшен — и показал полный обзор участка неба в созвездиях Лебедя и Лиры.
Изображение «Последний свет» было частью последней наблюдательной кампании «Кеплер », которая была частью расширения его миссии «Второй свет К2». Эта миссия началась в 2013 году и продолжалась до тех пор, пока не было израсходовано последнее топливо Kepler . Для этой кампании Kepler был направлен в направлении созвездия Водолея, где он увидел несколько известных звездных систем.
В их число входила система TRAPPIST-1, прославившаяся в 2017 году, когда астрономы объявили, что она имеет систему из семи скалистых планет (три из которых расположены в обитаемой зоне звезд).
Кеплер также наблюдал GJ 9827, близлежащую звезду, где в 2017 году были обнаружены три возможные суперземли, и которые считаются отличными кандидатами для последующих транзитных исследований, которые могли бы раскрыть некоторые сведения об их атмосферах.
А еще была K2-138, крупная ранняя звезда главной последовательности K-типа (оранжевый карлик), расположенная почти в 600 световых годах от Солнечной системы. Начиная с апреля 2017 года, гражданские ученые обнаружили систему из 6 планет, просеивая 9Данные 0031 Кеплер . Это также был первый случай, когда гражданские ученые обнаружили планетную систему.
Космический телескоп НАСА «Кеплер», показанный в концепте этого художника, показал, что в галактике Млечный Путь больше планет, чем звезд. Авторы и права: НАСА
Во время этого последнего наблюдения поле зрения Кеплера также немного перекрывалось с новым охотником за планетами НАСА, спутником Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), который отправился в космос в апреле 2018 года.
Как преемник Kepler , этот космический телескоп также будет полагаться на транзитную фотометрию для поиска тысяч экзопланет вокруг 200 000 карликовых звезд главной последовательности.
Помимо статических снимков, камера Kepler также записала 30-минутные сегменты выбранных целей. Целью этих записей было измерение яркости звезд, что необходимо не только для обнаружения транзитов экзопланет, но и для понимания ключевых аспектов звездного поведения. Запись продолжалась несколько часов после того, как был сделан снимок «последнего света», и сбор данных прекратился.
НАСА недавно выпустило видео записи этих звезд, в том числе TRAPPIST-1, GJ 9827, K2-138. Видимое движение звезд на видео связано с движением самого Кеплера, у которого снижалась производительность двигателя по мере того, как заканчивалось топливо.
Это финальное изображение и записи представляют собой последнюю страницу в последней главе путешествия Кеплера , которое началось девять с половиной лет назад и произвело революцию в исследованиях экзопланет.
Всего Kepler обнаружил почти 4000 планет-кандидатов за пределами нашей Солнечной системы, подтвердил существование более 2600 и статистически продемонстрировал, что в нашей галактике даже больше планет, чем звезд.
В ближайшие годы за работой Кеплера последует множество телескопов нового поколения. К ним относятся TESS, который уже запущен, а также космический телескоп James Webb (JWST) и широкоугольный инфракрасный обзорный телескоп (WFIRST), запуск которых запланирован на 2021 и середину 2020-х годов.
Ожидается, что с помощью улучшенных оптических, инфракрасных и спектрографических инструментов эти миссии откроют еще несколько тысяч экзопланет.