Чи знайде телескоп "Кеплер" нову Землю

Опубликованно 17.01.2018 00:25

Сьогодні в 20:00 по Києву NASA оголосить про чергові відкриттях, зроблених космічної обсерваторії "Кеплер". Найімовірніше, мова піде про нові, схожих на Землю, планетах, пошук яких і є основною функцією телескопа. А також аналізу даних з використанням машинного навчання від Google. Пряма трансляція буде доступна по посиланню.

Поки ми чекаємо, пропонуємо згадати, що, власне, являє собою сам проект. Малий, та молодецький

"Кеплер" - проект дивовижний. Це телескоп, який обертається по орбіті навколо Сонця. На відміну від інших витівок NASA "Кеплер" конструктивно досить простий, невеликий і відносно недорогий. Запуск цього проекту обійшовся всього в $600 млн (сущі копійки за мірками NASA: як півтора запуску GPS-супутника або десяток польотів на Falcon). Сам же апарат порівняємо по довжині і висоті з Tesla Model S. Це не 13-метровий "Хаббл". І тим більше не телескоп "Джеймс Вебб" за $10 млрд. При цьому маленький "Кеплер" вирішує глобальну, чи не екзистенціальну завдання: саме завдяки цьому телескопу вчені змогли довести, що Земля в цілому не так вже й унікальна, вона лише одна з багатьох планет у Всесвіті.

Крім скромних розмірів, телескоп ще і досить простий конструктивно. Кеплер оснащений фотометром — приладом для вимірювання сили світла, якщо говорити зовсім грубо. Все, що він робить — "розглядає" одну єдину область космічного простору. Якщо ви йдете літньої ночі в напрямі сузір\'їв Лебедя і Ліри, то знайте — "Кеплер" теж туди дивиться.

Credit: Carter Roberts / Eastbay Astronomical Society.

"Кеплер" постійно спостерігає за 150 тис. зірок. Загальна кількість зірок в нашій галактиці від 200 до 400 млрд. тобто телескоп бачить тільки 0,00005%.

Цю ділянку неба було обрано не просто так. Там багато зірок, за зміною яскравості яких і стежить телескоп. Навіщо? Припустимо, навколо спостерігається зірки обертається планета. З такої відстані просто так її, звичайно, не побачиш. Але коли вона "проходить по диску" свого сонця, його яскравість змінюється, причому з однаковою періодичністю. Кеплер як раз і фіксує такі зміни. Причому робить це з дуже високою частотою, щоб нічого не пропустити. Такий метод пошуку планет назвали "транзитним", на сьогодні він — найкращий з усіх можливих.

За допомогою транзитного методу "Кеплер" менш ніж за 10 років роботи виявив понад 4,5 тисяч таких об\'єктів. Майже 2,5 тисячі з них — підтверджені екзопланети: їх перевірили і з допомогою інших інструментів, крім "Кеплера".

Знайдені екзопланети вже навіть змогли класифікувати. На даний момент виділяють три типи: газові гіганти (такі як, скажімо, Юпітер), гарячі-супер-Землі (планети, що значно перевищують за розміром Землю, але з масою набагато менше газових гігантів) і крижані гіганти. Але головною метою "Кеплера", зрозуміло, був пошук планет, по характеристиках, схожих з Землею.

Згідно з даними NASA, зараз є 30 потенційних кандидатів в об\'єкти такого типу. Альтернативна історія

Страшно подумати, але цих відкриттів, так і самого проекту "Кеплер" могло і не бути. Проект розвивався досить туго. Вільяму Боруцки, одному з творців телескопа, і його колегам знадобилося більше 10 років на те, щоб розробити життєздатний концепт і довести його придатність.

Ще в 1984 році Боруцки висловив припущення, що, використовуючи непрямі методи спостережень, вивчивши з Землі одночасно понад 10 тисяч зірок, можна відшукати об\'єкти, схожі за розміром з Юпітер. Але для того, щоб знайти планету, аналогічну за розміром Землі, спостереження необхідно вести безпосередньо з космосу. NASA ідея сподобалася, агентство навіть виділив гроші на проведення досліджень і створення прототипу апарату, який міг би працювати за межами Землі.

Однак проект спіткала технічна невдача — у ході дослідження був знищений один з фотометрів.

У 1992 році в умовах скорочення фінансування агентство запустило "лоукост" програму Discovery Program, присвячену наукових досліджень Сонячної системи. В рамках цієї програми був запропонований проект FRESIP (FRequency of Earth-Size Inner Planets), головною метою якого був пошук екзопланет.

Проект подобався багатьом, проте не дотягував технічно — існуючі детектори були недостатньо точні, то рішення виходило вартістю з "Хаббл". Команда билася над завданням близько 10 років, за які встигла отримати чотири відмови, виправити недоробки, удосконалити технології. Крім Боруцки, в проекті брали участь зубри астрономії: Карл Саган, Джилл Тартер, Девід Коч. Саме вони в 1996 році наполягли на зміну назви. Так замість FRESIP з\'явився "Кеплер".

Зелений світло проект отримав у грудні 2001 року. А на початку березня 2009 року з мису Канаверал стартувала ракета Delta II, яка і запустила "Кеплер" в космос. Апарат успішно пропрацював близько чотирьох років, після чого з ладу вийшли два з чотирьох маховиків. Маховики потрібні були для того, щоб підрулювати апарат, коригувати його орбіту і напрямок, і були чи не єдиними деталями "Кеплера", які потенційно могли зламатися.

Після поломки точна орієнтація телескопа в просторі стала неможливою.

Команді проекту знадобилося кілька місяців, щоб придумати, як управляти апаратом і розробити альтернативний підхід до досліджень. В якості стабілізуючої сили було вирішено використовувати т. н. тиск світлового випромінювання у комбінації з рештою маховиками і двигуном. А замість вивчення єдиною області неба телескоп буде перемикатися на різні ділянки в площині екліптики. Друга місія "Кеплер" отримала назву К2.

Місія К2: тепер "Кеплер" стежить не за одним великим ділянкою неба, а за ділянками, розташованими уздовж екліптики

Категория: Разработки