Кеплер (телескоп)


Кеплер (телескоп)
Космический телескоп «Кеплер»
Kepler Space Telescope.png
Организация: Соединённые Штаты Америки НАСА
Волновой диапазон: 400—865 нм[1]
NSSDC ID: 2009-011A
Местонахождение: в космосе
Тип орбиты: гелиоцентрическая
Высота орбиты: 1 а. е.
Период обращения: 372,5 дней
Запущен: 7 марта 2009 года 03:49:57 UTC[2]
Запущен из: Флорида База ВВС на мысе Канаверал[3]
Выведен на орбиту: Delta II (7925-10L)
Масса: 1039 кг
Диаметр: 0,95 м
Площадь собирающей 
поверхности:
0,708 м²[4]
Сайт: kepler.nasa.gov

«Кеплер» — астрономический спутник НАСА, оснащённый сверхчувствительным фотометром, специально предназначенный для поиска экзопланет (планет вне Солнечной системы — у других звёзд), подобных Земле[5]. Это первый космический аппарат, созданный с такой целью. Он назван в честь немецкого математика и астронома, открывшего законы движения планет.

Обсерватория одновременно наблюдает более чем 100 000 звёзд и будет наблюдать их в течение 3,5 лет. Наличие планеты у звезды определяется по периодическим изменениям яркости последней, вызываемым транзитами — прохождениями планеты перед звездой.

Запуск состоялся 6 марта 2009 года в 22:49 по времени Восточного побережья США (7 марта в 06:49 по московскому времени). Строительством и начальной операцией управляла «Лаборатория реактивного движения» НАСА, а первичный подрядчик, «Ball Aerospace», был ответственным за разработку систем полёта Кеплера. С декабря 2009 года ответственность за управление миссией легла на Исследовательский центр Эймса, который также производит основной анализ научных данных от телескопа.

За три года работы телескопом Кеплер были сделаны важные и даже сенсационные открытия, например, были обнаружены планеты размером с Землю и меньше. По состоянию на лето 2012 года им было открыто более 2300 кандидатов в планеты, из которых более 70 оказалось подтверждено различными научными группами исследователей[6].

Содержание

Технические характеристики аппарата

Габариты аппарата — около 2,7 м диаметр и 4,7 м длина.

Масса: общая — 1052,4 кг, фотометр — 478 кг, космический аппарат — 562,7 кг, 11,7 кг — масса гидразинового топлива.

Питание обеспечивается четырьмя солнечными батареями общей площадью 10,2 м2, расположенными в разных плоскостях. Состоящие из 2860 элементов, батареи обеспечивают мощность 1100 Вт. Накопление электроэнергии обеспечивается литий-ионным аккумулятором ёмкостью 20 А×час.

Электронная память имеет ёмкость для накопления данных и рассчитана на сбор данных в течение 60 дней. Данные на обработку планируется транслировать пакетами раз в 30 дней.

Фотометр

ПЗС-матрица Кеплера изогнута, чтобы компенсировать кривизну поля изображения.

Фотометр состоит из 42 ПЗС-матриц общей площадью в 95 мегапикселей для проведения исследований и четырёх дополнительных ПЗС-матриц, размещённых в углах массива для обеспечения точного управления. Для сравнения, самая большая астрономическая матрица, используемая на Земле, содержит 10 мегапикселей. Каждая из 42 CCD-матриц имеет размеры 5×2.5 см и разрешение 2200×1024 пикселей. 12 января 2010 года вышел из строя один модуль, состоящий из двух фоточувствительных матриц фотометра.

Данные с матрицы снимаются каждые 6 секунд, достигают предела насыщения и суммируются в бортовом компьютере в течение 30 секунд для каждого пикселя. Каждое из 42 матричных устройств имеет по 2 выхода для данных, то есть всего шина данных имеет 84 выхода.

Полоса пропускания приёмника составляет 430—890 нм. Предполагается, что будут наблюдаться звезды с 9-й по 16-ю звёздную величину.

Телескоп системы Шмидта. Апертура 0.95-метров (при этом первичное зеркало телескопа имеет диаметр 1.4 метра). Поле зрения — 115 квадратных градусов.

Температурный режим работы

Корректор Шмидта, метровая слегка несферическая линза спереди телескопа, имеет температуру −30 градусов Цельсия, в то время как главное зеркало сзади −11 °C. ПЗС матрица в фокальной плоскости должна работать при температуре −85 °C для уменьшения детекторных шумов. С закрытой противопылевой крышкой (во время калибровки) большинство компонентов телескопа слегка теплее.

Цель

Научная цель телескопа Кеплер состоит в том, чтобы исследовать структуру и разнообразие планетарных систем. Для этого, рассматривая множество звёзд, необходимо достичь нескольких целей:

  • Определить, сколько планет, подобных Земле, и больших планет находятся возле пригодной для жизни зоны (для всех спектральных типов звёзд).
  • Вычислить диапазон размеров и форм орбит этих планет.
  • Оценить количество планет, находящихся в мультизвёздных системах.
  • Определить диапазон размеров орбиты, яркости, диаметра, массы и плотности короткопериодических планет-гигантов.
  • Обнаружить дополнительных членов в каждой найденной планетарной системе, используя другие методики.
  • Изучить свойства тех звёзд, у которых обнаружены планетарные системы.
  • Предполагалось, что в ближайшие 2 года Кеплер обнаружит примерно 50 планет похожих на Землю по своему химическому составу.

Ход миссии

Запуск РН Дельта-2 с КА Кеплер в 7 марта 2009 года.

Обсерватория запущена с космодрома на мысе Канаверал 6 марта 2009 года в 22:49 по времени Восточного побережья США (7 марта в 06:49 по московскому времени). На орбиту аппарат вывела ракета-носитель Дельта-2.

Дважды, в январе и марте 2006 года, запуск откладывался из-за финансовых проблем. Общая стоимость миссии обошлась приблизительно в 467 миллионов долларов.

Первый снимок телескопа.
Фотометрия экзопланеты Kepler-6 b по данным телескопа Кеплер

8 апреля 2009 года аппарат передал первый снимок, сделанный неоткалиброванной камерой фотометра. На нём находится около 4,5 миллионов звёзд созвездий Лебедя и Лиры. Несмотря на нечёткое изображение, на фотографии хорошо видны звезда TrES-2 (она имеет, как минимум, одну планету) и рассеянное скопление NGC 6791. До окончания калибровки «Кеплер» также обнаружил атмосферу у планеты — газового гиганта, демонстрируя, таким образом, великолепный потенциал новой обсерватории[7].

Британские учёные установили, что орбитальный телескоп «Кеплер» способен обнаруживать не только удалённые экзопланеты, но и их спутники. Расчёты показывают, что «Кеплер» теоретически может обнаруживать спутники экзопланет, с массами превосходящими 0,2 земных[8].

4 января 2010 года было объявлено об открытии первых 5 планет (Kepler Kepler-4 b, Kepler-5 b, Kepler-6 b, Kepler-7 b и Kepler-8 b). Все эти планеты являются «горячими Юпитерами» с периодом обращения от 3,3 до 4,9 дней[9].

9 января 2010 года вышли из строя 2 из 42 фоточувствительных модулей фотометра. Поле обзора «Кеплера», начиная с этого момента, уменьшилось примерно на пять процентов[10].

15 июня 2010 года были опубликованы результаты обработки данных, собранные телескопом за первые 43 дня наблюдений. «Кеплер» непрерывно наблюдал небосвод в течение этого времени и обнаружил 706 потенциальных планет, размер которых колеблется от размера Земли до размера, слегка превышающего Юпитер. Учёные представили данные о 306 самых «неинтересных» кандидатах — тех, которые с наименьшей вероятностью могут быть обитаемыми. Сведения об оставшихся 400 кандидатах, в число которых входят похожие на Землю планеты, исследователи запланировали перепроверить и опубликовать в феврале 2011 года[11].

11 января 2011 года учёные сообщили об обнаружении рекордно малой известной экзопланеты — Kepler-10 b, радиус которой лишь в 1,42 раза больше, чем у Земли[12][13].

2 февраля 2011 опубликованы данные результатов наблюдений с 13 мая по 16 сентября 2009 года. В них сообщается о 1235 кандидатах в планеты. Из них 68 примерно размером с Землю; 288 суперземель; 662 размером с Нептун; 165 размером с Юпитер и 19 больше чем Юпитер. 54 планет кандидатов находится в обитаемой зоне, пять из которых по размерам близки к Земле[14].

23 сентября 2011 года опубликованы данные результатов наблюдений с 18 сентября по 16 декабря 2009 года.

В начале декабря 2011 года было объявлено об обнаружении первой, открытой Кеплером, суперземли в обитаемой зоне (Kepler-22 b) и чуть позже об обнаружении планеты с радиусом меньше, чем у Земли (Kepler-20 e)[15][16].

В январе 2012 года объявлено об обнаружении трёх миниземель у звезды KOI-961, одна из которых размером с Марс.

4 апреля 2012 года было объявлено о продлении миссии телескопа по меньшей мере до 2016 года.

16 июля 2012 года произошла поломка одного из четырёх двигателей-маховиков гиростабилизированной платформы[17].

Ноябрь 2012 — Кеплер завершил основную часть своей миссии, но продолжит работу ещё в течение четырёх лет[18].

Текущие результаты миссии

На август 2012 года телескопом подтверждено 116 планет из 2321 кандидата в планеты[19]. Из этого списка 246 кандидатов имеют размеры, сравнимые с земным (меньше, чем 1,25 размера Земли), 676 имеют размер суперземли (от 1,25 до 2 размеров Земли), 1118 имеют размер, сравнимый с размером Нептуна (от 2 до 6 размеров Земли), 210 имеют размер Юпитера (от 6 до 15 размеров Земли), и 71 имеют размер больше 15 размеров Земли. Кроме того, 896 кандидатов (или примерно 39 % от общего числа) входят в состав мультитранзитных систем.

Подтверждённые планеты, открытые «Кеплером»

Системы с единственным горячим гигантом, открытые «Кеплером»:

Многопланетные системы, открытые «Кеплером»:

  • Kepler-9 — первая многопланетная система, открытая методом транзитов;
  • Kepler-10 — система из двух суперземель, одна из которых — первая железная экзопланета;
  • Kepler-11 — звезда с, как минимум, шестью транзитными планетами;
  • Kepler-18 — трёхпланетная система, включающая одну горячую суперземлю и два нептуна с соотношением периодов 2:1;
  • Kepler-19 — система с одной транзитной суперземлёй и возмущающей её орбиту внешней нетранзитной планеты, масса которой меньше 6 масс Юпитера;
  • Kepler-20 — звезда как минимум с 5 экзопланетами, размеры одной из них 0,87 радиуса Земли, другой — 1,03;
  • Kepler-23, Kepler-24, Kepler-25, Kepler-26, Kepler-27, Kepler-28, Kepler-29, Kepler-31, Kepler-32 — двухпланетные, Kepler-30 — трёхпланетная, и Kepler-33 — пятипланетная системы, об открытии которых было объявлено 26 января 2012 года;
  • Kepler-36 — жёлтый субгигант с системой из двух транзитных планет, обращающихся на чрезвычайно тесных орбитах друг к другу: Kepler-36 b — суперземля, имеющая диаметр в 1,49 раз больше земного, и состоящая преимущественно из каменных пород, Kepler-36 c — мининептун, по размеру в 3,68 раз больше Земли;
  • Kepler-42 (она же, KOI-961) — тусклый красный карлик с тремя планетами, одна размером с Марс;
  • Kepler-46 (KOI-872) — система из двух сатурнов (в резонансе 3:5, внешний — нетранзитный) и горячей суперземли;
  • Kepler-48, Kepler-49, Kepler-50, Kepler-51, Kepler-52, Kepler-53, Kepler-54, Kepler-55, Kepler-56, Kepler-57, Kepler-58, Kepler-59 — системы с двумя подтверждёнными планетами, Kepler-60 — система с тремя подтверждёнными планетами;

Планеты в системах тесных двойных звёзд, открытые «Кеплером»:

  • Kepler-16 b, Kepler-34 b, Kepler-35 b, Kepler-38 b — экзопланеты, вращающиеся вокруг сразу двух звёзд;
  • Kepler-47 — система двойной затменной звезды, у которой впервые открыты две транзитные планеты, одна из которых находится в зоне обитаемости;
  • Kepler-64 (PH1, KIC 4862625) — иерархическая четырёхкратная звёздная система, вокруг одной из пар которой вращается планета, которая была найдена волонтёрами проекта «Planets Hunters» в научных данных «Кеплера», по размеру планета в 6,18 раз больше Земли;

Планеты в зоне обитаемости, обнаруженные «Кеплером»:

Другие системы, обнаруженные «Кеплером»:

  • Kepler-21 b — горячая суперземля у F-субгиганта;

Подтверждённые планеты из списков KOI и KIC:

  • KOI-55 — субкарлик с двумя (возможно, тремя) сверхгорячими нетранзитными экзопланетами;
  • KOI-94 — система с четырьмя планетами, в которой впервые наблюдался планет-планетный транзит, подтверждена японскими астрономами с помощью телескопа «Субару»;
  • KOI-152 — субгигант класса F c тремя нептунами в резонансе Лапласа, два внутренних — подтверждены;
  • KOI-410 b — горячий гигант;
  • KOI-500, KOI-869, KOI-877, KOI-880, KOI-898, KOI-1589 — системы с двумя подтверждёнными планетами;
  • KOI-730 — система с четырьмя планетами — суперземлями или нептунами, обращающимися на орбитах с взаимными резонансами 8:6:4:3;
  • KIC 6185331 b
  • KIC 8552719 b
  • KIC 10905746 b
  • KIC 12557548 b — возможная быстро испаряющаяся планета с массой 0,1 массы Земли, обращающаяся с периодом 15,685 часов вокруг оранжевого карлика со светимостью 0,14 солнечных, расстояние до системы примерно 470 парсек[20];

Объекты, обнаруженные «Кеплером», имеющие непланетную природу:

  • KOI-74 b — транзитный белый карлик с массой 0,252 массы Солнца, обращающийся с периодом 5,19 суток вокруг A1V звезды.

Подтверждённые планеты Кеплера

Примечания

  1. Kepler Mission: Photometer and Spacecraft (англ.) (Проверено 23 января 2012)
  2. Aarhus University Staff KASC Scientific Webpage. Kepler Asteroseismic Science Consortium (14 March 2009). Архивировано из первоисточника 20 ноября 2012. Проверено 14 марта 2009.
  3. NASA’s Shuttle and Rocket Missions (англ.) (Проверено 23 января 2012)
  4. Spacecraft and Instrument (англ.) (Проверено 23 января 2012)
  5. Kepler Mission. NASA (March 2009). Архивировано из первоисточника 20 ноября 2012. Проверено 14 марта 2009.
  6. Леонид Попов Астрономы нашли двадцать шесть новых планет  (рус.). Membrana (27 января 2012 года). Архивировано из первоисточника 7 июня 2012. Проверено 3 февраля 2012.
  7. Астронет > Удачное начало работы телескопа Кеплер
  8. «Кеплер» сможет искать спутники у экзопланет. Lenta.ru (4 сентября 2009). Архивировано из первоисточника 21 марта 2012. Проверено 13 августа 2010.
  9. Kepler: The First Five (англ.) (Проверено 23 января 2012)
  10. Announcement of five planets discovered (англ.) (Проверено 23 января 2012)
  11. NASA — NASA Releases Kepler Data on Potential Extrasolar Planets (англ.) (Проверено 23 января 2012)
  12. Телескоп «Кеплер» открыл рекордно малую «суперземлю» (Проверено 23 января 2012)
  13. Телескоп «Кеплер» обнаружил экзопланету чрезвычайно малых размеров (Проверено 23 января 2012)
  14. Kepler: NASA Announces 1,235 Planet Candidates, Some in Habitable Zone, and a 6-Planet System (англ.) (Проверено 23 января 2012)
  15. Впервые найдена планета в зоне обитаемости вокруг другого Солнца (Проверено 23 января 2012)
  16. Астрофизики подтвердили обнаружение миниземли (Проверено 23 января 2012)
  17. Сколько ещё проработает «Кеплер»?
  18. Журнал Новости Космонавтики - "Кеплер" завершил основную миссию, но будет работать еще четыре года
  19. Kepler:Home Page. NASA Ames Research Center. Архивировано из первоисточника 21 марта 2012. Проверено 23 января 2012.
  20. arXiv.org, Possible Disintegrating Short-Period Super-Mercury Orbiting KIC 12557548.

Ссылки



Wikimedia Foundation. 2010.

Смотреть что такое "Кеплер (телескоп)" в других словарях:

  • Кеплер — Кеплер: Кеплер (телескоп) космический телескоп NASA, запущен в марте 2009 года. Основная задача: поиск и исследование планет за пределами Солнечной системы. Иоганн Кеплер (ATV) грузовой космический корабль ESA, второй корабль из серии ATV. Кеплер …   Википедия

  • КЕПЛЕР — (Kepler) Иоганн (1571 1630), немецкий астроном. Открыл законы движения планет (Кеплера законы), на основе которых составил таблицы движения планет. Заложил основы теории затмений. Изобрел телескоп, в котором объектив и окуляр двояковыпуклые линзы …   Современная энциклопедия

  • КЕПЛЕР (Kepler) Иоганн — (1571 1630) немецкий астроном, один из творцов астрономии нового времени. Открыл законы движения планет (законы Кеплера), на основе которых составил планетные таблицы (т. н. Рудольфовы). Заложил основы теории затмений. Изобрел телескоп, в котором …   Большой Энциклопедический словарь

  • Кеплер Иоганн — Кеплер (Kepler) Иоганн (27.12.1571, Вейль дер Штадт, Вюртемберг, ‒ 15.11.1630, Регенсбург, Бавария), немецкий астроном, открывший законы движения планет. Родился в бедной протестантской семье. После обучения в монастырской школе в 1589 поступил в …   Большая советская энциклопедия

  • Кеплер, Иоганн — В Википедии есть статьи о других людях с такой фамилией, см. Кеплер. Иоганн Кеплер Johannes Kepler …   Википедия

  • Кеплер И. — Иоганн Кеплер Johannes Kepler Дата рождения: 27 декабря 1571 Место рождения: Вайль дер Штадт Дата смерти: 15 ноября 1630 Место смерти …   Википедия

  • Кеплер Иоганн — Иоганн Кеплер Johannes Kepler Дата рождения: 27 декабря 1571 Место рождения: Вайль дер Штадт Дата смерти: 15 ноября 1630 Место смерти …   Википедия

  • Телескоп — Внешние ссылки в этой статье не соответствуют правилам Википедии. Вы можете улучшить эту статью, удалив из неё ссылки, не соответствующие правилам …   Википедия

  • Телескоп Хобби-Эберли — Координаты: 30° с. ш. 104° з. д. / 30.681° с. ш. 104.015° з. д.  …   Википедия

  • Кеплер (КА) — Космический телескоп «Кеплер» Организация: НАСА Волновой диапазон: 400–865 нм[1] Местонахождение: в космосе Тип орбиты: гелиоцентрическая Высота орбиты: 1 а.е. Период обращения …   Википедия

Книги

  • Журнал «Знание – сила» №06/2018, Отсутствует. Журнал «Знание – сила», основанный в 1926 году, – известное научно-популярное издание, публикующее материалы о достижениях в различных отраслях знаний – физике, астрономии, космологии,… Подробнее  Купить за 89.9 руб электронная книга