Звёздный абажур в форме цветка, который может помочь обнаружить планеты, подобные Земле

Астрономы верят, что каждая звезда в Галактике имеет планету, на 20% из которых может существовать жизнь. Мы просто не видели ни одной из них. Пока что. Джереми Касдин и его команда хотят это изменить, разработав неординарное оборудование: «звёздный абажур» в форме цветка, который, отдаляясь от телескопа на 50 000 км, позволит фотографировать планеты. Это, как он говорит, «самая классная наука».

Вселенная полна планет.

Я хочу, чтобы мы
в следующем десятилетии,

создали космический телескоп,
способный запечатлеть

Землю около другой звезды

и выяснить, может ли она
поддержать жизнь.

Мои коллеги из принстонской
Лаборатории реактивного движения НАСА

и я работаем над технологией,

которая сможет сделать это
в ближайшие годы.

Астрономы верят,
что у каждой звезды

галактики есть планета,

и они полагают, что
до 20% из них имеют

планеты, подобные Земле,

на которых может существовать жизнь,

но мы не видели ни одну из них.

Мы только косвенно обнаружили их.

Это известная фотография НАСА
«Светло-голубая точка».

Она была сделана Вояджером в 1990-м,

когда его развернули,
при выходе из Солнечной системы,

чтобы сфотографировать Землю

с расстояния 6 млрд. км.

Я хочу сделать это

для планеты, подобной Земле,
рядом с другой звездой.

Почему мы этого ещё не сделали?
Почему это трудно?

Чтоб понять, нужно представить,

что мы берём
космический телескоп Хаббл

и поворачиваем его и перемещаем

на орбиту Марса.

Мы увидим что-то такое,

слегка размытое фото Земли,

потому что у нас
достаточно маленький телескоп

вне орбиты Марса.

Теперь давайте отдалимся
в 10 раз дальше.

Теперь мы на орбите Урана.

Она стала меньше,
менее детальная и чёткая.

Мы ещё можем видеть
маленькую луну,

но давайте отдалимся
опять десятикратно.

Вот мы на краю
Солнечной системы,

на поясе Койпера.

Теперь она совсем нечёткая.

Это та светло-голубая точка
Карла Сагана.

Но давайте опять также отдалимся.

Теперь мы на Облаке Оорта,

вне солнечной системы,

и мы начинаем видеть Солнце,

появляющееся в поле зрения

и приближающееся к планете.

Снова отдалимся в десять раз.

Вот мы в системе Альфа Центавра,

на ближайшей звезде,

и планета пропала.

Всё, что мы видим — большое
лучезарное изображение звезды

которое в 10 млн. раз ярче, чем планета,

которая должна быть
в красном круге.

Вот это мы хотим видеть.
Вот поэтому это тяжело.

Свет от звезды преломляется.

Он рассеивается внутри телескопа,

создавая очень яркое изображение,

которое затмевает планету.

Чтобы увидеть планету,

мы должны сделать что-то с этим светом.

Избавится от него.

Многие мои коллеги работают

над удивительными
технологиями для этого,

но я расскажу вам сегодня про одну,

которую я считаю самой классной,

и вероятно, она «даст нам Землю»

в следующем десятилетии.

Первым это предложил Лиман Спитцер,

отец космического телескопа, в 1962,

он был вдохновлён затмением.

Вы все видели его. Затмение Солнца.

Луна встала перед солнцем.

И заблокировала большинство света,

поэтому видим тусклую корону вокруг.

То же самое, если я наведу палец

и заблокирую тот прожектор,
который светит мне в глаз,

я могу увидеть вас на последнем ряду.

Что ж происходит?

Луна

бросает тень вниз на Землю.

Мы используем
телескоп или камеру в тени,

мы оглядываемся на Солнце,

и большая часть света устранена,

мы можем увидеть тусклую,
тонкую структуру

в солнечной короне.

Спитцер предложил
сделать это в космосе.

Создать большую ширму,
отправить её в космос,

разместить перед звездой,

заблокировать большую часть света,

разместить телескоп
в созданной тени,

и бах, можно видеть планеты.

Это выглядело бы примерно так.

Итак, это та большая ширма,

и тут нет планет,

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

потому что световые волны

преломляются вокруг ширмы

так же, как и в телескопе.

Это похоже на воду, изгибающуюся
вокруг камня в потоке,

и весь этот свет разрушает тень.

Это ужасная тень.
И мы не можем увидеть планеты.

Но Спитцер, на самом деле,
знал ответ.

Если мы можем затуплять углы,
смягчать их —

можем контролировать
преломление,

то мы можем увидеть планету,

и за последние 10 лет мы нашли

оптимальные решения.

Это выглядит приблизительно так.

Мы называем эту цветочную форму
звёздный абажур.

Если мы сделаем углы этих лепестков
в точности правильными,

и проконтролируем их форму —

сможем регулировать преломление,

теперь мы имеем отличную тень.

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

и мы можем увидеть без проблем
свечение планет.

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

Этот звёздный абажур практически

как половина футбольного поля

и он должен находиться
в 50 000 км от телескопа,

который должен находиться
в этой тени,

и тогда мы сможем увидеть эти планеты.

Это звучит труднопреодолимо,

но прекрасные инженеры,
мои коллеги с ЛРД,

придумали потрясающий дизайн
для того, чтобы сделать это,

и он выглядит так.

Лепестки обкручены вокруг центра.

Потом происходит отделение от телескопа.

Лепестки раскручиваются,
они открываются,

телескоп поворачивается.

Потом вы видите полёт абажура

на расстояние 50 000 км от телескопа.

Он пролетает перед звездой

вот таким образом
и создаёт замечательную тень.

Бах, мы видим планеты,
вращающиеся вокруг неё.

(Аплодисменты)

Спасибо.

Это не научная фантастика.

Мы работали над этим
последние 5-6 лет.

Прошлым летом,
мы провели классный тест

в Калифорнии
в компании Northrop Grumman.

Это 4 лепестка.

Ниже уменьшенная копия абажура.

Она вдвое меньше той,
которую вы только что видели.

Вот лепестки раскрываются.

Эти 4 лепестка были
сделаны 4 магистрантами,

пребывавшими на летней практике в ЛРД.

Вот они раскрываются.

Эти лепестки должны вращаться на месте.

Основа этих лепестков

должна возвращаться
на то же место каждый раз

с точностью до десятой доли миллиметра.

Мы проводили этот тест 16 раз,

и 16 раз они вставали на место

с точностью до десятой доли миллиметра.

Это должно быть сделано очень точно,

но если мы сможем делать это,
создать эту технологию,

сможем разместить это в космосе,

вы сможете увидеть что-то такое.

Это фото одной из ближайших звёзд,

сделанное космическим телескопом Хаббл.

Если мы сможем взять
похожий космический телескоп,

немного больше размером,

разместить его там,

раскрыть ширму перед ним,

то мы должны увидеть что-то такое —

это семейный портрет
нашей солнечной системы — но не нашей.

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

видимая благодаря затемнению,

через звёздный абажур.

Вы можете увидеть Юпитер, Сатурн,

Уран, Нептун и прямо там в центре,

рядом с остаточным светом

находится та светло-голубая точка.
Это Земля.

Мы хотим увидеть её,
и есть ли там вода,

кислород, озон,

то, что может подсказать нам
возможность жизни.

По моему мнению,
это самая классная наука.

Я начал этим заниматься,

потому что я считаю,
что это изменит мир.

Это изменит всё, когда мы это увидим.

Спасибо.

(Аплодисменты)