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

Перекладач: Ruslan Bokach Утверджено: Hanna Leliv

The universe is teeming with planets.

Всесвіт заповнений планетами.

I want us, in the next decade,

Я хочу, щоб ми в наступному десятилітті,

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

створили космічний телескоп, здатний отримати зображення

an Earth about another star

Землі біля іншої зірки

and figure out whether it can harbor life.

і з'ясувати, чи може вона підтримати життя.

My colleagues at the NASA Jet Propulsion Laboratory

Мої колеги з Прінстонської Лабораторії реактивного руху НАСА

at Princeton and I are working on technology

і я працюємо над технологією,

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

яка зможе зробити це в найближчі роки.

Astronomers now believe that every star

Астрономи вірять, що в кожної зірки в галактиці

in the galaxy has a planet,

є планета,

and they speculate that up to one fifth of them

і вони вважають, що до 20% з них мають

have an Earth-like planet

планети, подібні до Землі,

that might be able to harbor life,

на яких може існувати життя,

but we haven't seen any of them.

але ми не бачили жодної з них.

We've only detected them indirectly.

Ми тільки побічно виявили їх.

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

Це відома фотографія НАСА «Світло-блакитна точка».

It was taken by the Voyager spacecraft in 1990,

Її зробив космічний зонд Voyager у 1990 році,

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

коли його розвернули при виході з Сонячної системи,

to take a picture of the Earth

щоб сфотографувати Землю з відстані 6 млрд. км.

from six billion kilometers away.

I want to take that

Я хочу зробити це для планети, подібної до Землі,

of an Earth-like planet about another star.

поруч з іншою зіркою.

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

Чому ми цього ще не зробили? Чому це важко?

Well to see, let's imagine we take

Щоб зрозуміти, треба уявити,

the Hubble Space Telescope

що ми беремо космічний телескоп Хаббл,

and we turn it around and we move it out

повертаємо його і переміщаємо на орбіту Марса.

to the orbit of Mars.

We'll see something like that,

Ми побачимо щось таке,

a slightly blurry picture of the Earth,

злегка розмите фото Землі,

because we're a fairly small telescope

тому що в нас досить маленький телескоп

out at the orbit of Mars.

поза орбітою Марса.

Now let's move ten times further away.

Тепер віддалимося в 10 разів.

Here we are at the orbit of Uranus.

Ми на орбіті Урана.

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

Вона стала менша, не така детальна і чітка.

We can still see the little moon,

Ми ще можемо бачити маленький місяць,

but let's go ten times further away again.

але віддалимося знову в десять разів.

Here we are at the edge of the solar system,

Ось ми на краю Сонячної системи,

out at the Kuiper Belt.

на поясі Койпера.

Now it's not resolved at all.

Тепер вона зовсім нечітка.

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

Це та світло-блакитна точка Карла Сагана.

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

Але давайте знову віддалимося.

Here we are out at the Oort Cloud,

Тепер ми на Хмарі Оорта, поза Сонячною системою,

outside the solar system,

and we're starting to see the sun

і ми починаємо бачити Сонце, що з'являється в полі зору

move into the field of view

and get into where the planet is.

і наближається до планети.

One more time, ten times further away.

Знову віддалимося в десять разів.

Now we're at Alpha Centauri,

Ось ми в системі Альфа Центавра, на найближчій зірці,

our nearest neighbor star,

and the planet is gone.

і планета пропала. Все, що ми бачимо -

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

велике променисте зображення зірки,

that's ten billion times brighter than the planet,

яке в 10 млн. разів яскравіше, ніж планета,

which should be in that little red circle.

яка повинна бути в червоному колі.

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

Ось це ми хочемо бачити. Ось тому це важко.

The light from the star is diffracting.

Світло від зірки заломлюється.

It's scattering inside the telescope,

Воно розсіюється всередині телескопа,

creating that very bright image

створюючи дуже яскраве зображення,

that washes out the planet.

яке затьмарює планету.

So to see the planet,

Щоб побачити планету,

we have to do something about all of that light.

ми мусимо щось вдіяти з цим світлом.

We have to get rid of it.

Позбутися його.

I have a lot of colleagues working on

Багато моїх колег працюють

really amazing technologies to do that,

над дивовижними технологіями для цього,

but I want to tell you about one today

але я розповім вам сьогодні про одну,

that I think is the coolest,

яку я вважаю найкращою,

and probably the most likely to get us an Earth

і ймовірно, вона «дасть нам Землю»

in the next decade.

в наступному десятилітті.

It was first suggested by Lyman Spitzer,

Першим її запропонував Ліман Шпітцер,

the father of the space telescope, in 1962,

батько космічного телескопа, в 1962.

and he took his inspiration from an eclipse.

Його надихнуло затемнення.

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

Ви всі бачили його. Затемнення Сонця.

The moon has moved in front of the sun.

Місяць став перед Сонцем

It blocks out most of the light

і заблокував більшість світла,

so we can see that dim corona around it.

тому бачимо тьмяну корону навколо.

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

Те ж саме, якщо я наведу палець

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

і заблокую той прожектор, який світить мені в око,

I can see you in the back row.

я можу побачити глядачів в останньому ряду.

Well, what's going on?

Що ж відбувається?

Well the moon

Місяць кидає тінь вниз на Землю.

is casting a shadow down on the Earth.

We put a telescope or a camera in that shadow,

Ми використовуємо телескоп або камеру в тіні,

we look back at the sun,

озираємося на Сонце,

and most of the light's been removed

більшості світла ми позбулися,

and we can see that dim, fine structure

натомість бачимо тьмяну, тонку структуру

in the corona.

в сонячній короні.

Spitzer's suggestion was we do this in space.

Шпітцер запропонував зробити так у космосі.

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

Створити велику ширму, відправити її в космос,

we put it up in front of the star,

розмістити перед зіркою,

we block out most of the light,

заблокувати більшість світла,

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

розмістити телескоп у створеному затінку -

and boom, we get to see planets.

і бах, можна бачити планети.

Well that would look something like this.

Це виглядало б приблизно так.

So there's that big screen,

Отже, це та велика ширма,

and there's no planets,

because unfortunately it doesn't actually work very well,

і тут немає планет,

оскільки, насправді, це працює не так добре,

because the light waves of the light and waves

тому що світлові хвилі

diffracts around that screen

заломлюються навколо ширми

the same way it did in the telescope.

так само, як і в телескопі.

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

Це схоже на воду, що обтікає камінь у потічку,

and all that light just destroys the shadow.

і це світло руйнує тінь.

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

Це жахлива тінь. І ми не можемо побачити планети.

But Spitzer actually knew the answer.

Але Шпітцер знав відповідь.

If we can feather the edges, soften those edges

Якщо ми можемо затупляти кути, пом'якшувати їх -

so we can control diffraction,

можемо контролювати заломлення,

well then we can see a planet,

то зможемо і побачити планету.

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

За останні 10 років

with optimal solutions for doing that.

ми знайшли оптимальні рішення.

It looks something like that.

Це виглядає приблизно так.

We call that our flower petal starshade.

Ми називаємо цю квіткову форму зоряним абажуром.

If we make the edges of those petals exactly right,

Якщо ми зробимо кути цих пелюсток ідеально правильними

if we control their shape,

і проконтролюємо їхню форму -

we can control diffraction,

то зможемо регулювати заломлення

and now we have a great shadow.

і отримаємо ідеальну тінь.

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

Вона в 10 мільярдів разів тьмяніша, ніж була до цього,

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

і ми можемо без пробле побачити, як світяться планети.

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

Зоряний абажур, звичайно, має бути більший за мій великий палець.

That starshade is about

Він завбільшки майже

the size of half a football field

як половина футбольного поля

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

і мусить бути розташований за 50 000 км від телескопа,

that has to be held right in its shadow,

який повинен перебувати в цьому затінку.

and then we can see those planets.

І тоді ми зможемо побачити ці планети.

This sounds formidable,

Здається складно,

but brilliant engineers, colleagues of mine at JPL,

але прекрасні інженери, мої колеги з ЛРР,

came up with a fabulous design for how to do that

придумали приголомшливий дизайн для того, щоб зробити це,

and it looks like this.

і він виглядає так.

It starts wrapped around a hub.

Пелюстки закручені навколо центру.

It separates from the telescope.

Потім відбувається відділення від телескопа.

The petals unfurl, they open up,

Пелюстки розкручуються, вони відкриваються,

the telescope turns around.

телескоп повертається.

Then you'll see it flip and fly out

Потім ви бачите розворот

і переліт на відстань 50 000 км від телескопа.

that 50,000 kilometers away from the telescope.

It's going to move in front of the star

Він пролітає перед зіркою ось таким чином

just like that, creates a wonderful shadow.

і створює чудову тінь.

Boom, we get planets orbiting about it.

Бах, ми бачимо планети, які обертаються навколо "квітки".

(Applause)

[Оплески]

Thank you.

Дякую.

That's not science fiction.

Це не наукова фантастика.

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

Ми працювали над цим останні 5-6 років.

Last summer, we did a really cool test

Торік улітку ми провели класний тест

out in California at Northrop Grumman.

в Каліфорнії в компанії Northrop Grumman.

So those are four petals.

Це чотири пелюстки.

This is a sub-scale star shade.

Нижче - зменшена копія абажура.

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

Вона вдвічі менша за ту, яку ви тільки що бачили.

You'll see the petals unfurl.

Ось пелюстки розкриваються.

Those four petals were built by four undergraduates

Ці чотири пелюстки були зроблені чотирма магістрантами,

doing a summer internship at JPL.

що перебували на літній практиці в ЛРР.

Now you're seeing it deploy.

Ось вони розкриваються.

Those petals have to rotate into place.

Ці пелюстки мусять обертатися на місці.

The base of those petals

Основа пелюсток

has to go to the same place every time

має повертатися щоразу на те саме місце

to within a tenth of a millimeter.

з точністю до десятої частини міліметра.

We ran this test 16 times,

Ми проводили цей тест 16 разів,

and 16 times it went into the exact same place

і 16 разів вони ставали на місце

to a tenth of a millimeter.

з точністю до десятої частини міліметра.

This has to be done very precisely,

Все має бути зроблено дуже точно,

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

але якщо ми зможемо створити цю технологію,

if we can get it into space,

розмістити абажур в космосі,

you might see something like this.

то ви побачите щось таке.

That's a picture of one our nearest neighbor stars

Це фото однієї з найближчих зірок,

taken with the Hubble Space Telescope.

зроблене космічним телескопом Хаббл.

If we can take a similar space telescope,

Якщо ми візьмемо схожий космічний телескоп,

slightly larger,

трохи більший за розміром,

put it out there,

розмістимо його там,

fly an occulter in front of it,

розкриємо ширму перед ним,

what we might see is something like that --

то побачимо щось таке -

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

це сімейний портрет сонячної системи - але не нашої.

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

Ми сподіваємося, це буде якась інша сонячна система,

as seen through an occulter,

видима завдяки затемненню

through a starshade like that.

через зоряний абажур.

You can see Jupiter, you can see Saturn,

Ви бачите Юпітер, Сатурн,

Uranus, Neptune, and right there in the center,

Уран, Нептун і прямо там в центрі,

next to the residual light

поруч із залишковим світлом

is that pale blue dot. That's Earth.

знаходиться та світло-блакитна точка. Це Земля.

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

Ми хочемо побачити її, і чи є там вода,

oxygen, ozone,

кисень, озон,

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

те, що може підказати нам можливість життя.

I think this is the coolest possible science.

На мою думку, це найкрутіша наука.

That's why I got into doing this,

Я почав нею займатися,

because I think that will change the world.

тому що я вважаю, що вона змінить світ.

That will change everything when we see that.

Коли ми це побачимо, зміниться все.

Thank you.

Дякую.

(Applause)

[Оплески]