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

Переводчик: Alina Semonenko Редактор: Aliaksandr Autayeu

The universe is teeming with planets.

Вселенная полна планет.

I want us, in the next decade,

Я хочу, чтобы мы в следующем десятилетии,

to build a space telescope that'll be able to image

создали космический телескоп, способный запечатлеть

an Earth about another star

Землю около другой звезды

and figure out whether it can harbor life.

и выяснить, может ли она поддержать жизнь.

My colleagues at the NASA Jet Propulsion Laboratory

Мои коллеги из принстонской Лаборатории реактивного движения НАСА

at Princeton and I are working on technology

и я работаем над технологией,

that will be able to do just that in the coming years.

которая сможет сделать это в ближайшие годы.

Astronomers now believe that every star

Астрономы верят, что у каждой звезды

in the galaxy has a planet,

галактики есть планета,

and they speculate that up to one fifth of them

и они полагают, что до 20% из них имеют

have an Earth-like planet

планеты, подобные Земле,

that might be able to harbor life,

на которых может существовать жизнь,

but we haven't seen any of them.

но мы не видели ни одну из них.

We've only detected them indirectly.

Мы только косвенно обнаружили их.

This is NASA's famous picture of the pale blue dot.

Это известная фотография НАСА «Светло-голубая точка».

It was taken by the Voyager spacecraft in 1990,

Она была сделана Вояджером в 1990-м,

when they turned it around as it was exiting the solar system

когда его развернули, при выходе из Солнечной системы,

to take a picture of the Earth

чтобы сфотографировать Землю

from six billion kilometers away.

с расстояния 6 млрд. км.

I want to take that

Я хочу сделать это

of an Earth-like planet about another star.

для планеты, подобной Земле, рядом с другой звездой.

Why haven't we done that? Why is that hard?

Почему мы этого ещё не сделали? Почему это трудно?

Well to see, let's imagine we take

Чтоб понять, нужно представить,

the Hubble Space Telescope

что мы берём космический телескоп Хаббл

and we turn it around and we move it out

и поворачиваем его и перемещаем

to the orbit of Mars.

на орбиту Марса.

We'll see something like that,

Мы увидим что-то такое,

a slightly blurry picture of the Earth,

слегка размытое фото Земли,

because we're a fairly small telescope

потому что у нас достаточно маленький телескоп

out at the orbit of Mars.

вне орбиты Марса.

Now let's move ten times further away.

Теперь давайте отдалимся в 10 раз дальше.

Here we are at the orbit of Uranus.

Теперь мы на орбите Урана.

It's gotten smaller, it's got less detail, less resolve.

Она стала меньше, менее детальная и чёткая.

We can still see the little moon,

Мы ещё можем видеть маленькую луну,

but let's go ten times further away again.

но давайте отдалимся опять десятикратно.

Here we are at the edge of the solar system,

Вот мы на краю Солнечной системы,

out at the Kuiper Belt.

на поясе Койпера.

Now it's not resolved at all.

Теперь она совсем нечёткая.

It's that pale blue dot of Carl Sagan's.

Это та светло-голубая точка Карла Сагана.

But let's move yet again ten times further away.

Но давайте опять также отдалимся.

Here we are out at the Oort Cloud,

Теперь мы на Облаке Оорта,

outside the solar system,

вне солнечной системы,

and we're starting to see the sun

и мы начинаем видеть Солнце,

move into the field of view

появляющееся в поле зрения

and get into where the planet is.

и приближающееся к планете.

One more time, ten times further away.

Снова отдалимся в десять раз.

Now we're at Alpha Centauri,

Вот мы в системе Альфа Центавра,

our nearest neighbor star,

на ближайшей звезде,

and the planet is gone.

и планета пропала.

All we're seeing is the big beaming image of the star

Всё, что мы видим — большое лучезарное изображение звезды

that's ten billion times brighter than the planet,

которое в 10 млн. раз ярче, чем планета,

which should be in that little red circle.

которая должна быть в красном круге.

That's what we want to see. That's why it's hard.

Вот это мы хотим видеть. Вот поэтому это тяжело.

The light from the star is diffracting.

Свет от звезды преломляется.

It's scattering inside the telescope,

Он рассеивается внутри телескопа,

creating that very bright image

создавая очень яркое изображение,

that washes out the planet.

которое затмевает планету.

So to see the planet,

Чтобы увидеть планету,

we have to do something about all of that light.

мы должны сделать что-то с этим светом.

We have to get rid of it.

Избавится от него.

I have a lot of colleagues working on

Многие мои коллеги работают

really amazing technologies to do that,

над удивительными технологиями для этого,

but I want to tell you about one today

но я расскажу вам сегодня про одну,

that I think is the coolest,

которую я считаю самой классной,

and probably the most likely to get us an Earth

и вероятно, она «даст нам Землю»

in the next decade.

в следующем десятилетии.

It was first suggested by Lyman Spitzer,

Первым это предложил Лиман Спитцер,

the father of the space telescope, in 1962,

отец космического телескопа, в 1962,

and he took his inspiration from an eclipse.

он был вдохновлён затмением.

You've all seen that. That's a solar eclipse.

Вы все видели его. Затмение Солнца.

The moon has moved in front of the sun.

Луна встала перед солнцем.

It blocks out most of the light

И заблокировала большинство света,

so we can see that dim corona around it.

поэтому видим тусклую корону вокруг.

It would be the same thing if I put my thumb up

То же самое, если я наведу палец

and blocked that spotlight that's getting right in my eye,

и заблокирую тот прожектор, который светит мне в глаз,

I can see you in the back row.

я могу увидеть вас на последнем ряду.

Well, what's going on?

Что ж происходит?

Well the moon

Луна

is casting a shadow down on the Earth.

бросает тень вниз на Землю.

We put a telescope or a camera in that shadow,

Мы используем телескоп или камеру в тени,

we look back at the sun,

мы оглядываемся на Солнце,

and most of the light's been removed

и большая часть света устранена,

and we can see that dim, fine structure

мы можем увидеть тусклую, тонкую структуру

in the corona.

в солнечной короне.

Spitzer's suggestion was we do this in space.

Спитцер предложил сделать это в космосе.

We build a big screen, we fly it in space,

Создать большую ширму, отправить её в космос,

we put it up in front of the star,

разместить перед звездой,

we block out most of the light,

заблокировать большую часть света,

we fly a space telescope in that shadow that's created,

разместить телескоп в созданной тени,

and boom, we get to see planets.

и бах, можно видеть планеты.

Well that would look something like this.

Это выглядело бы примерно так.

So there's that big screen,

Итак, это та большая ширма,

and there's no planets,

because unfortunately it doesn't actually work very well,

и тут нет планет,

поскольку, на самом деле, это работает не так хорошо,

because the light waves of the light and waves

потому что световые волны

diffracts around that screen

преломляются вокруг ширмы

the same way it did in the telescope.

так же, как и в телескопе.

It's like water bending around a rock in a stream,

Это похоже на воду, изгибающуюся вокруг камня в потоке,

and all that light just destroys the shadow.

и весь этот свет разрушает тень.

It's a terrible shadow. And we can't see planets.

Это ужасная тень. И мы не можем увидеть планеты.

But Spitzer actually knew the answer.

Но Спитцер, на самом деле, знал ответ.

If we can feather the edges, soften those edges

Если мы можем затуплять углы, смягчать их —

so we can control diffraction,

можем контролировать преломление,

well then we can see a planet,

то мы можем увидеть планету,

and in the last 10 years or so we've come up

и за последние 10 лет мы нашли

with optimal solutions for doing that.

оптимальные решения.

It looks something like that.

Это выглядит приблизительно так.

We call that our flower petal starshade.

Мы называем эту цветочную форму звёздный абажур.

If we make the edges of those petals exactly right,

Если мы сделаем углы этих лепестков в точности правильными,

if we control their shape,

и проконтролируем их форму —

we can control diffraction,

сможем регулировать преломление,

and now we have a great shadow.

теперь мы имеем отличную тень.

It's about 10 billion times dimmer than it was before,

Она в 10 миллиардов раз более тусклая, чем была до этого,

and we can see the planets beam out just like that.

и мы можем увидеть без проблем свечение планет.

That, of course, has to be bigger than my thumb.

Оно, конечно, должно быть больше, чем мой большой палец.

That starshade is about

Этот звёздный абажур практически

the size of half a football field

как половина футбольного поля

and it has to fly 50,000 kilometers away from the telescope

и он должен находиться в 50 000 км от телескопа,

that has to be held right in its shadow,

который должен находиться в этой тени,

and then we can see those planets.

и тогда мы сможем увидеть эти планеты.

This sounds formidable,

Это звучит труднопреодолимо,

but brilliant engineers, colleagues of mine at JPL,

но прекрасные инженеры, мои коллеги с ЛРД,

came up with a fabulous design for how to do that

придумали потрясающий дизайн для того, чтобы сделать это,

and it looks like this.

и он выглядит так.

It starts wrapped around a hub.

Лепестки обкручены вокруг центра.

It separates from the telescope.

Потом происходит отделение от телескопа.

The petals unfurl, they open up,

Лепестки раскручиваются, они открываются,

the telescope turns around.

телескоп поворачивается.

Then you'll see it flip and fly out

Потом вы видите полёт абажура

that 50,000 kilometers away from the telescope.

на расстояние 50 000 км от телескопа.

It's going to move in front of the star

Он пролетает перед звездой

just like that, creates a wonderful shadow.

вот таким образом и создаёт замечательную тень.

Boom, we get planets orbiting about it.

Бах, мы видим планеты, вращающиеся вокруг неё.

(Applause)

(Аплодисменты)

Thank you.

Спасибо.

That's not science fiction.

Это не научная фантастика.

We've been working on this for the last five or six years.

Мы работали над этим последние 5-6 лет.

Last summer, we did a really cool test

Прошлым летом, мы провели классный тест

out in California at Northrop Grumman.

в Калифорнии в компании Northrop Grumman.

So those are four petals.

Это 4 лепестка.

This is a sub-scale star shade.

Ниже уменьшенная копия абажура.

It's about half the size of the one you just saw.

Она вдвое меньше той, которую вы только что видели.

You'll see the petals unfurl.

Вот лепестки раскрываются.

Those four petals were built by four undergraduates

Эти 4 лепестка были сделаны 4 магистрантами,

doing a summer internship at JPL.

пребывавшими на летней практике в ЛРД.

Now you're seeing it deploy.

Вот они раскрываются.

Those petals have to rotate into place.

Эти лепестки должны вращаться на месте.

The base of those petals

Основа этих лепестков

has to go to the same place every time

должна возвращаться на то же место каждый раз

to within a tenth of a millimeter.

с точностью до десятой доли миллиметра.

We ran this test 16 times,

Мы проводили этот тест 16 раз,

and 16 times it went into the exact same place

и 16 раз они вставали на место

to a tenth of a millimeter.

с точностью до десятой доли миллиметра.

This has to be done very precisely,

Это должно быть сделано очень точно,

but if we can do this, if we can build this technology,

но если мы сможем делать это, создать эту технологию,

if we can get it into space,

сможем разместить это в космосе,

you might see something like this.

вы сможете увидеть что-то такое.

That's a picture of one our nearest neighbor stars

Это фото одной из ближайших звёзд,

taken with the Hubble Space Telescope.

сделанное космическим телескопом Хаббл.

If we can take a similar space telescope,

Если мы сможем взять похожий космический телескоп,

slightly larger,

немного больше размером,

put it out there,

разместить его там,

fly an occulter in front of it,

раскрыть ширму перед ним,

what we might see is something like that --

то мы должны увидеть что-то такое —

that's a family portrait of our solar system -- but not ours.

это семейный портрет нашей солнечной системы — но не нашей.

We're hoping it'll be someone else's solar system

Мы надеемся, это будет какая-то другая солнечная система,

as seen through an occulter,

видимая благодаря затемнению,

through a starshade like that.

через звёздный абажур.

You can see Jupiter, you can see Saturn,

Вы можете увидеть Юпитер, Сатурн,

Uranus, Neptune, and right there in the center,

Уран, Нептун и прямо там в центре,

next to the residual light

рядом с остаточным светом

is that pale blue dot. That's Earth.

находится та светло-голубая точка. Это Земля.

We want to see that, see if there's water,

Мы хотим увидеть её, и есть ли там вода,

oxygen, ozone,

кислород, озон,

the things that might tell us that it could harbor life.

то, что может подсказать нам возможность жизни.

I think this is the coolest possible science.

По моему мнению, это самая классная наука.

That's why I got into doing this,

Я начал этим заниматься,

because I think that will change the world.

потому что я считаю, что это изменит мир.

That will change everything when we see that.

Это изменит всё, когда мы это увидим.

Thank you.

Спасибо.

(Applause)

(Аплодисменты)