The flower-shaped starshade that might help us detect Earth-like planets | Jeremy Kasdin

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2014-04-17 ・ TED


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The flower-shaped starshade that might help us detect Earth-like planets | Jeremy Kasdin

148,957 views ・ 2014-04-17

TED


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Traduttore: Debora Serrentino Revisore: Anna Andreocci
00:12
The universe is teeming with planets.
0
12515
3603
L'universo è pieno di pianeti.
00:16
I want us, in the next decade,
1
16118
1876
Vorrei che nei prossimi dieci anni,
00:17
to build a space telescope that'll be able to image
2
17994
2393
costruissimo un telescopio spaziale in grado di mostrare
00:20
an Earth about another star
3
20387
2101
una Terra vicino a un'altra stella
00:22
and figure out whether it can harbor life.
4
22488
2744
e scoprire se sia in grado di ospitare la vita.
00:25
My colleagues at the NASA Jet Propulsion Laboratory
5
25232
2160
Io e i miei colleghi del Laboratorio di Propulsione Jet della NASA
00:27
at Princeton and I are working on technology
6
27392
2861
a Princeton stiamo lavorando ad una tecnologia
00:30
that will be able to do just that in the coming years.
7
30253
3538
che sarà in grado di fare proprio questo nei prossimi anni.
00:33
Astronomers now believe that every star
8
33791
1985
Oggi gli astronomi credono che ogni stella
00:35
in the galaxy has a planet,
9
35776
1940
nella galassia abbia un pianeta,
00:37
and they speculate that up to one fifth of them
10
37716
2276
e si domandano se un quinto di questi
00:39
have an Earth-like planet
11
39992
1076
abbia un pianeta come la Terra
00:41
that might be able to harbor life,
12
41068
1692
che sia in grado di ospitare la vita,
00:42
but we haven't seen any of them.
13
42760
1762
ma non ne abbiamo visto nessuno.
00:44
We've only detected them indirectly.
14
44522
2738
Li abbiamo individuati solo indirettamente.
00:47
This is NASA's famous picture of the pale blue dot.
15
47260
3233
Questa è la famosa immagine della NASA del pallido punto blu.
00:50
It was taken by the Voyager spacecraft in 1990,
16
50493
2797
È stata scattata dal veicolo spaziale Voyager nel 1990,
00:53
when they turned it around as it was exiting the solar system
17
53290
2758
quando l'hanno fatto girare nel momento in cui usciva dal sistema solare
00:56
to take a picture of the Earth
18
56048
1712
per fotografare la Terra
00:57
from six billion kilometers away.
19
57760
2322
da una distanza di sei miliardi di chilometri.
01:00
I want to take that
20
60082
1568
Vorrei fotografare
01:01
of an Earth-like planet about another star.
21
61650
2582
un pianeta simile alla Terra vicino a un'altra stella.
01:04
Why haven't we done that? Why is that hard?
22
64232
2400
Perché non l'abbiamo ancora fatto? Perché è così difficile?
01:06
Well to see, let's imagine we take
23
66632
1422
Immaginiamo di prendere
01:08
the Hubble Space Telescope
24
68054
1946
il telescopio spaziale Hubble
01:10
and we turn it around and we move it out
25
70000
1698
di girarlo e di portarlo fuori
01:11
to the orbit of Mars.
26
71698
1534
dall'orbita di Marte.
01:13
We'll see something like that,
27
73232
1208
Vedremmo qualcosa di questo genere,
01:14
a slightly blurry picture of the Earth,
28
74440
2068
una fotografia leggermente sfocata della Terra
01:16
because we're a fairly small telescope
29
76508
2321
perché siamo un telescopio piuttosto piccolo
01:18
out at the orbit of Mars.
30
78829
1539
fuori dall'orbita di Marte.
01:20
Now let's move ten times further away.
31
80368
2016
Adesso spostiamoci dieci volte più lontano.
01:22
Here we are at the orbit of Uranus.
32
82384
1936
Eccoci nell'orbita di Urano.
01:24
It's gotten smaller, it's got less detail, less resolve.
33
84320
2486
È più piccolo, ha meno dettagli, meno risoluzione.
01:26
We can still see the little moon,
34
86806
1785
Possiamo ancora vedere in piccolo la Luna,
01:28
but let's go ten times further away again.
35
88591
2113
Ma allontaniamoci dieci volte più lontano.
01:30
Here we are at the edge of the solar system,
36
90704
1731
Qui siamo al confine del sistema solare,
01:32
out at the Kuiper Belt.
37
92435
1298
fuori dalla fascia di Kuiper.
01:33
Now it's not resolved at all.
38
93733
1706
Ora non c'è alcuna risoluzione.
01:35
It's that pale blue dot of Carl Sagan's.
39
95439
2664
È il pallido punto blu di Carl Sagan.
01:38
But let's move yet again ten times further away.
40
98103
2200
Ma spostiamoci di nuovo dieci volte più lontano.
01:40
Here we are out at the Oort Cloud,
41
100303
1624
Qui siamo fuori dalla nube di Oort,
01:41
outside the solar system,
42
101927
1560
fuori dal sistema solare,
01:43
and we're starting to see the sun
43
103487
1616
ed iniziamo a vedere il sole,
01:45
move into the field of view
44
105103
1312
spostarsi nel campo visivo
01:46
and get into where the planet is.
45
106415
1464
e arrivare dove c'è il pianeta.
01:47
One more time, ten times further away.
46
107879
2131
Ancora una volta, dieci volte più lontano.
01:50
Now we're at Alpha Centauri,
47
110010
1653
Ora siamo su Alpha Centauri,
01:51
our nearest neighbor star,
48
111663
1240
la stella più vicina a noi,
01:52
and the planet is gone.
49
112903
1349
e il pianeta è sparito.
01:54
All we're seeing is the big beaming image of the star
50
114252
2608
Tutto quello che riusciamo a vedere è la grande immagine splendente della stella
01:56
that's ten billion times brighter than the planet,
51
116860
2957
che è dieci miliardi di volte più luminosa del pianeta,
01:59
which should be in that little red circle.
52
119817
1806
che dovrebbe essere in quel piccolo cerchio rosso.
02:01
That's what we want to see. That's why it's hard.
53
121623
2200
Questo è quello che vogliamo vedere. Ecco perché è così difficile.
02:03
The light from the star is diffracting.
54
123823
2320
La luce della stella viene diffranta.
02:06
It's scattering inside the telescope,
55
126143
1741
Viene dispersa all'interno del telescopio,
02:07
creating that very bright image
56
127884
1504
creando quell'immagine molto luminosa
02:09
that washes out the planet.
57
129388
1752
che slava il pianeta.
02:11
So to see the planet,
58
131140
1271
Per vedere il pianeta
02:12
we have to do something about all of that light.
59
132411
2260
dobbiamo fare qualcosa per tutta quella luce.
02:14
We have to get rid of it.
60
134671
1231
Dobbiamo liberarcene.
02:15
I have a lot of colleagues working on
61
135902
1445
Ho molti colleghi che stanno sviluppando
02:17
really amazing technologies to do that,
62
137347
2015
delle tecnologie davvero fantastiche per riuscirci,
02:19
but I want to tell you about one today
63
139362
1815
ma oggi voglio parlarvi di una in particolare
02:21
that I think is the coolest,
64
141177
1497
che ritengo sia la più fantastica,
02:22
and probably the most likely to get us an Earth
65
142674
2200
probabilmente quella che più verosimilmente ci porterà su una Terra
02:24
in the next decade.
66
144874
1536
nei prossimi dieci anni.
02:26
It was first suggested by Lyman Spitzer,
67
146410
2072
È stata suggerita per prima da Lyman Spitzer,
02:28
the father of the space telescope, in 1962,
68
148482
3160
il padre del telescopio spaziale, nel 1962,
02:31
and he took his inspiration from an eclipse.
69
151642
2116
che ha preso spunto da una eclissi.
02:33
You've all seen that. That's a solar eclipse.
70
153758
2183
L'avrete vista tutti. Questa è un'eclissi solare.
02:35
The moon has moved in front of the sun.
71
155941
2040
La luna si è spostata davanti al sole,
02:37
It blocks out most of the light
72
157981
1760
bloccando la maggior parte della luce
02:39
so we can see that dim corona around it.
73
159741
2376
e noi possiamo vedere questa tenue corona che la circonda.
02:42
It would be the same thing if I put my thumb up
74
162117
1663
È come quando sollevo il mio pollice
02:43
and blocked that spotlight that's getting right in my eye,
75
163780
2585
per bloccare la luce del faretto puntata proprio nei miei occhi,
02:46
I can see you in the back row.
76
166365
1912
e vi vedo sullo sfondo.
02:48
Well, what's going on?
77
168277
1302
Cosa sta succedendo?
02:49
Well the moon
78
169579
1945
La luna
02:51
is casting a shadow down on the Earth.
79
171524
2415
proietta un'ombra sulla Terra.
02:53
We put a telescope or a camera in that shadow,
80
173939
3235
Mettiamo un telescopio o una macchina fotografica in quell'ombra,
02:57
we look back at the sun,
81
177174
1511
e guardiamo nuovamente il sole,
02:58
and most of the light's been removed
82
178685
1640
la maggior parte della luce viene eliminata
03:00
and we can see that dim, fine structure
83
180325
2090
così da poter vedere quella fioca e sottile struttura
03:02
in the corona.
84
182415
1275
nella corona.
03:03
Spitzer's suggestion was we do this in space.
85
183690
2667
Il suggerimento di Spitzer è stato di riprodurlo nello spazio.
03:06
We build a big screen, we fly it in space,
86
186357
2777
Costruiamo un grande schermo, lo spediamo nello spazio,
03:09
we put it up in front of the star,
87
189134
2047
lo mettiamo di fronte alla stella,
03:11
we block out most of the light,
88
191181
1784
bloccando gran parte della luce,
03:12
we fly a space telescope in that shadow that's created,
89
192965
3016
spediamo un telescopio spaziale nell'ombra così creata,
03:15
and boom, we get to see planets.
90
195981
1777
e boom, ecco che vediamo i pianeti.
03:17
Well that would look something like this.
91
197758
2663
Ecco, dovrebbe essere qualcosa di simile a questo.
03:20
So there's that big screen,
92
200421
1589
Quindi c'è questo grande schermo,
03:22
and there's no planets,
93
202010
875
03:22
because unfortunately it doesn't actually work very well,
94
202885
2504
e non ci sono pianeti
perché sfortunatamente, a dire il vero, non funziona molto bene
03:25
because the light waves of the light and waves
95
205389
2920
perché le onde di luce della luce e le onde
03:28
diffracts around that screen
96
208309
1680
si diffrangono intorno allo schermo
03:29
the same way it did in the telescope.
97
209989
1784
come nel telescopio.
03:31
It's like water bending around a rock in a stream,
98
211773
3137
È come l'acqua che lambisce le rocce in un ruscello,
03:34
and all that light just destroys the shadow.
99
214910
1790
e tutta quella luce distrugge l'ombra.
03:36
It's a terrible shadow. And we can't see planets.
100
216700
2673
È un'ombra terribile. Così non riusciamo a vedere i pianeti.
03:39
But Spitzer actually knew the answer.
101
219373
1767
Tuttavia Spitzer conosceva la risposta.
03:41
If we can feather the edges, soften those edges
102
221140
2505
Se potessimo frastagliare i margini, ammorbidire quei margini
03:43
so we can control diffraction,
103
223645
1766
così da poter controllare la diffrazione,
03:45
well then we can see a planet,
104
225411
1715
allora potremmo vedere il pianeta,
03:47
and in the last 10 years or so we've come up
105
227126
1799
e più o meno negli ultimi dieci anni siamo arrivati
03:48
with optimal solutions for doing that.
106
228925
2044
ad una soluzione ottimale per ottenere ciò.
03:50
It looks something like that.
107
230969
3532
Assomiglia a qualcosa di questo tipo.
03:54
We call that our flower petal starshade.
108
234501
2345
L'abbiamo battezzato il nostro fiore dai petali "ombreggia stella".
03:56
If we make the edges of those petals exactly right,
109
236846
2960
Se creiamo perfettamente i bordi di questi petali,
03:59
if we control their shape,
110
239806
1424
se controlliamo la loro forma,
04:01
we can control diffraction,
111
241230
1558
possiamo controllare la diffrazione,
04:02
and now we have a great shadow.
112
242788
1446
così da avere un' ombra perfetta.
04:04
It's about 10 billion times dimmer than it was before,
113
244234
2644
È circa dieci miliardi di volte più tenue di prima,
04:06
and we can see the planets beam out just like that.
114
246878
3446
e possiamo vedere i pianeti risplendere proprio così.
04:10
That, of course, has to be bigger than my thumb.
115
250324
1858
Ovviamente questo deve essere più grande del mio pollice.
04:12
That starshade is about
116
252182
1458
"L'ombreggia stella" ha all'incirca
04:13
the size of half a football field
117
253640
1576
la dimensione di mezzo campo da football
04:15
and it has to fly 50,000 kilometers away from the telescope
118
255216
3590
e deve volare 50 000 chilometri lontano dal telescopio
04:18
that has to be held right in its shadow,
119
258806
2060
che deve essere tenuto proprio nella sua ombra,
04:20
and then we can see those planets.
120
260866
1964
e così possiamo vedere questi pianeti.
04:22
This sounds formidable,
121
262830
1408
Questo sembra difficile,
04:24
but brilliant engineers, colleagues of mine at JPL,
122
264238
3008
ma geniali ingegneri, i miei colleghi del Laboratorio di Propulsione Jet
04:27
came up with a fabulous design for how to do that
123
267246
2880
hanno studiato una design favoloso per la sua realizzazione
04:30
and it looks like this.
124
270126
1074
e ha questo aspetto.
04:31
It starts wrapped around a hub.
125
271200
1788
Parte impacchettata intorno a un fulcro.
04:32
It separates from the telescope.
126
272988
1979
Si separa dal telescopio.
04:34
The petals unfurl, they open up,
127
274967
2271
I petali si srotolano, si aprono,
04:37
the telescope turns around.
128
277238
1760
il telescopio si gira.
04:38
Then you'll see it flip and fly out
129
278998
2144
Quindi lo vedete capovolgersi e decollare
04:41
that 50,000 kilometers away from the telescope.
130
281142
3215
per allontanarsi di quei 50 000 chilometri dal telescopio.
04:44
It's going to move in front of the star
131
284357
2470
Si posiziona davanti alla stella
04:46
just like that, creates a wonderful shadow.
132
286827
3283
proprio in questo modo, creando un'ombra fantastica.
04:50
Boom, we get planets orbiting about it.
133
290110
3804
Boom, ecco i pianeti che le orbitano intorno.
04:53
(Applause)
134
293914
1724
(Applausi)
04:55
Thank you.
135
295638
2359
Grazie.
04:57
That's not science fiction.
136
297997
1953
Non è fantascienza.
04:59
We've been working on this for the last five or six years.
137
299950
2563
Stiamo lavorando a questo progetto da cinque o sei anni.
05:02
Last summer, we did a really cool test
138
302513
2603
L'estate scorsa abbiamo fatto un test fantastico
05:05
out in California at Northrop Grumman.
139
305116
2439
in California presso la Northropp Grumman.
05:07
So those are four petals.
140
307555
1583
Questi sono quattro petali.
05:09
This is a sub-scale star shade.
141
309138
1712
Questo è un modello in scala dell'ombreggia stella.
05:10
It's about half the size of the one you just saw.
142
310850
2497
È grande all'incirca la metà di quello che avete appena visto.
05:13
You'll see the petals unfurl.
143
313347
1460
Adesso vedrete i petali che si spiegano.
05:14
Those four petals were built by four undergraduates
144
314807
2067
Questi quattro petali sono stati realizzati da quattro studenti universitari
05:16
doing a summer internship at JPL.
145
316874
2415
che facevano uno stage estivo al Laboratorio di Propulsione Jet.
05:19
Now you're seeing it deploy.
146
319289
1246
Adesso lo vedete posizionarsi.
05:20
Those petals have to rotate into place.
147
320535
1982
I petali devono ruotare per posizionarsi.
05:22
The base of those petals
148
322517
1170
La base di questi petali
05:23
has to go to the same place every time
149
323687
2373
deve andare nello stesso posto ogni volta
05:26
to within a tenth of a millimeter.
150
326060
1623
con uno scarto di un decimo di millimetro.
05:27
We ran this test 16 times,
151
327683
1760
Abbiamo ripetuto questo test 16 volte,
05:29
and 16 times it went into the exact same place
152
329443
2839
e sedici volte si è posizionato esattamente nello stesso posto
05:32
to a tenth of a millimeter.
153
332282
1441
con uno scarto di un decimo di millimetro.
05:33
This has to be done very precisely,
154
333723
1932
Tutto ciò deve essere fatto con grande precisione,
05:35
but if we can do this, if we can build this technology,
155
335655
2508
ma se riuscissimo a farlo, se riuscissimo a costruire questa tecnologia,
05:38
if we can get it into space,
156
338163
1484
se potessimo portarla nello spazio,
05:39
you might see something like this.
157
339647
1801
potreste vedere qualcosa di questo tipo.
05:41
That's a picture of one our nearest neighbor stars
158
341448
2272
È l'immagine di una delle stelle a noi più vicine
05:43
taken with the Hubble Space Telescope.
159
343720
2594
ripresa dal telescopio spaziale Hubble.
05:46
If we can take a similar space telescope,
160
346314
2384
Se potessimo prendere un telescopio spaziale di questo tipo,
05:48
slightly larger,
161
348698
1258
un po' più grande,
05:49
put it out there,
162
349956
1422
metterlo lì fuori,
05:51
fly an occulter in front of it,
163
351378
1386
spedire davanti un occultatore,
05:52
what we might see is something like that --
164
352764
2190
quello che potremmo vedere è qualcosa di questo tipo,
05:54
that's a family portrait of our solar system -- but not ours.
165
354954
2936
un ritratto di famiglia del nostro sistema solare, ma non del nostro.
05:57
We're hoping it'll be someone else's solar system
166
357890
2522
Speriamo che sia il sistema solare di qualcun altro
06:00
as seen through an occulter,
167
360412
1632
così come si vede tramite un occultatore,
06:02
through a starshade like that.
168
362044
1070
attraverso "un'ombreggia stella" come questo.
06:03
You can see Jupiter, you can see Saturn,
169
363114
2025
Potete vedere Giove, potete vedere Saturno,
06:05
Uranus, Neptune, and right there in the center,
170
365139
2623
Urano, Nettuno, e proprio lì nel centro,
06:07
next to the residual light
171
367762
1340
vicino alla luce residua
06:09
is that pale blue dot. That's Earth.
172
369102
1905
c'è quel pallido punto blu. Quella è la Terra.
06:11
We want to see that, see if there's water,
173
371007
2374
Vogliamo vedere quello, vedere se c'è acqua,
06:13
oxygen, ozone,
174
373381
1405
ossigeno, ozono,
06:14
the things that might tell us that it could harbor life.
175
374786
2523
le cose che ci possono dire se può ospitare la vita.
06:17
I think this is the coolest possible science.
176
377309
2409
Io penso che questa sia la scienza più fantastica possibile.
06:19
That's why I got into doing this,
177
379718
1653
È il motivo per cui sto facendo questo,
06:21
because I think that will change the world.
178
381371
1970
perché penso che possa cambiare il mondo.
06:23
That will change everything when we see that.
179
383341
2438
Cambierà tutto quando vedremo questo.
06:25
Thank you.
180
385779
1586
Grazie.
06:27
(Applause)
181
387365
4000
(Applausi)
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