ABOUT THE SPEAKER
Jeremy Kasdin - Planet finder
Using innovative orbiting instruments, aerospace engineer Jeremy Kasdin hunts for the universe’s most elusive objects — potentially habitable worlds.

Why you should listen
At Princeton’s High Contrast Imaging Laboratory, Jeremy Kasdin is collaborating on a revolutionary space-based observatory that will unveil previously unseen (and possibly Earth-like) planets in other solar systems.

One of the observatory’s startling innovations is the starshade, an orbiting "occulter" that blocks light from distant stars that ordinarily outshine their dim planets, making a clear view impossible. When paired with a space telescope, the starshade adds a new and powerful instrument to NASA’s cosmic detection toolkit.
More profile about the speaker
Jeremy Kasdin | Speaker | TED.com
TED2014

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

傑瑞米·卡斯丁: 花形遮星板能幫助我們探測到類似地球的行星

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天文學家相信銀河系中的每顆恆星都有行星,其中的五分之一可能孕育生命。只是我們至今還沒有看到其中的任何一顆。傑瑞米·卡斯丁和他的團隊正試圖改變這一局面。他們正在設計和建造一個非同尋常的設備:一個花瓣形狀的遮星板,使得距其五萬公里外的望遠鏡可以拍攝到行星。他把這稱為「最酷的可行的科學」。
- Planet finder
Using innovative orbiting instruments, aerospace engineer Jeremy Kasdin hunts for the universe’s most elusive objects — potentially habitable worlds. Full bio

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00:12
The universe宇宙 is teeming豐富的 with planets行星.
0
515
3603
宇宙裡到處都有行星
00:16
I want us, in the next下一個 decade,
1
4118
1876
我想要我們在下個十年里
00:17
to build建立 a space空間 telescope望遠鏡 that'll那會 be able能夠 to image圖片
2
5994
2393
建一台太空望遠鏡
00:20
an Earth地球 about another另一個 star
3
8387
2101
可以拍攝到繞著另一顆恆星的另一個地球
00:22
and figure數字 out whether是否 it can harbor港口 life.
4
10488
2744
並弄清它是否可以孕育生命
00:25
My colleagues同事 at the NASANASA
Jet噴射 Propulsion動力 Laboratory實驗室
5
13232
2160
我和美國太空總署噴氣推進實驗室的同事
00:27
at Princeton普林斯頓 and I are working加工 on technology技術
6
15392
2861
在普林斯頓正在研發
00:30
that will be able能夠 to do just that in the coming未來 years年份.
7
18253
3538
可以在未來實現這技術
00:33
Astronomers天文學家 now believe that every一切 star
8
21791
1985
天文學家現在相信銀河系裡的
00:35
in the galaxy星系 has a planet行星,
9
23776
1940
每顆恆星都有一個行星
00:37
and they speculate推測 that up to one fifth第五 of them
10
25716
2276
並且他們推測其中多達五分之一
00:39
have an Earth-like類似地球 planet行星
11
27992
1076
是像地球一樣的行星
00:41
that might威力 be able能夠 to harbor港口 life,
12
29068
1692
也許能夠孕育生命
00:42
but we haven't沒有 seen看到 any of them.
13
30760
1762
但是我們到現在一個也沒有看見
00:44
We've我們已經 only detected檢測 them indirectly間接.
14
32522
2738
我們只是間接地探測
00:47
This is NASA's美國航空航天局 famous著名 picture圖片 of the pale蒼白 blue藍色 dot.
15
35260
3233
這是美國太空總署著名的暗淡藍點照片
00:50
It was taken採取 by the Voyager航海家 spacecraft宇宙飛船 in 1990,
16
38493
2797
照片由旅行者號探測器拍攝於1990年
00:53
when they turned轉身 it around as
it was exiting退出 the solar太陽能 system系統
17
41290
2758
當它準備離開太陽系的時候轉了個頭
00:56
to take a picture圖片 of the Earth地球
18
44048
1712
從六十億公里遠外
00:57
from six billion十億 kilometers公里 away.
19
45760
2322
拍攝了地球的照片
01:00
I want to take that
20
48082
1568
我想要拍張
01:01
of an Earth-like類似地球 planet行星 about another另一個 star.
21
49650
2582
環繞其它恆星的另一個地球的照片
01:04
Why haven't沒有 we doneDONE that? Why is that hard?
22
52232
2400
為什麼我們還沒有這麼做?為什麼這麼難?
01:06
Well to see, let's imagine想像 we take
23
54632
1422
好吧,我們來想像
01:08
the Hubble哈勃 Space空間 Telescope望遠鏡
24
56054
1946
把哈勃太空望遠鏡
01:10
and we turn it around and we move移動 it out
25
58000
1698
轉過頭來
01:11
to the orbit軌道 of Mars火星.
26
59698
1534
並移到火星軌道
01:13
We'll see something like that,
27
61232
1208
我們會看到類似這樣的東西
01:14
a slightly blurry模糊 picture圖片 of the Earth地球,
28
62440
2068
一張略為模糊的地球照片
01:16
because we're a fairly相當 small telescope望遠鏡
29
64508
2321
因為我們是位於火星軌道的
01:18
out at the orbit軌道 of Mars火星.
30
66829
1539
一台相當小的望遠鏡
01:20
Now let's move移動 ten times further進一步 away.
31
68368
2016
現在我們移到十倍遠外
01:22
Here we are at the orbit軌道 of Uranus天王星.
32
70384
1936
我們現在在天王星軌道
01:24
It's gotten得到 smaller, it's got less detail詳情, less resolve解決.
33
72320
2486
它變得更小,細節更少,分辨率更低
01:26
We can still see the little moon月亮,
34
74806
1785
我們仍能看到小小的月亮
01:28
but let's go ten times further進一步 away again.
35
76591
2113
但是讓我們再遠離十倍
01:30
Here we are at the edge邊緣 of the solar太陽能 system系統,
36
78704
1731
現在我們到了太陽系的邊緣
01:32
out at the Kuiper柯伊伯 Belt.
37
80435
1298
在柯伊伯帶
01:33
Now it's not resolved解決 at all.
38
81733
1706
現在就無法解析了
01:35
It's that pale蒼白 blue藍色 dot of Carl卡爾 Sagan's薩根.
39
83439
2664
它是卡爾·薩根的暗淡藍點
01:38
But let's move移動 yet然而 again ten times further進一步 away.
40
86103
2200
但是讓我們再遠離十倍
01:40
Here we are out at the Oort奧爾特 Cloud,
41
88303
1624
我們到了奧爾特雲
01:41
outside the solar太陽能 system系統,
42
89927
1560
太陽系外
01:43
and we're starting開始 to see the sun太陽
43
91487
1616
我們開始看到太陽
01:45
move移動 into the field領域 of view視圖
44
93103
1312
進入了視野
01:46
and get into where the planet行星 is.
45
94415
1464
取代了地球的位置
01:47
One more time, ten times further進一步 away.
46
95879
2131
再一次的,十倍遠外
01:50
Now we're at AlphaΑ Centauri半人馬座,
47
98010
1653
我們現在到了半人馬座阿爾法星
01:51
our nearest最近的 neighbor鄰居 star,
48
99663
1240
我們最近的鄰居恆星
01:52
and the planet行星 is gone走了.
49
100903
1349
現在完全看不見地球
01:54
All we're seeing眼看 is the big beaming聚束 image圖片 of the star
50
102252
2608
我們僅能看到大的發光的恆星
01:56
that's ten billion十億 times brighter光明 than the planet行星,
51
104860
2957
比地球亮一百億倍
01:59
which哪一個 should be in that little red circle.
52
107817
1806
地球應該在那個小紅圈內
02:01
That's what we want to see. That's why it's hard.
53
109623
2200
那是我們想要看到的。這就是為什麼這麼難。
02:03
The light from the star is diffracting衍射.
54
111823
2320
恆星發的光會衍射
02:06
It's scattering散射 inside the telescope望遠鏡,
55
114143
1741
會在望遠鏡裡散射
02:07
creating創建 that very bright image圖片
56
115884
1504
製造很亮的圖像
02:09
that washes out the planet行星.
57
117388
1752
掩蓋了地球
02:11
So to see the planet行星,
58
119140
1271
所以為了看到地球
02:12
we have to do something about all of that light.
59
120411
2260
我們必須對這些光做點什麼
02:14
We have to get rid擺脫 of it.
60
122671
1231
我們必須除掉它
02:15
I have a lot of colleagues同事 working加工 on
61
123902
1445
我有很多同事正在研發
02:17
really amazing驚人 technologies技術 to do that,
62
125347
2015
很多可以做到這點的驚人的科技
02:19
but I want to tell you about one today今天
63
127362
1815
但是今天我想告訴你其中一個
02:21
that I think is the coolest最酷,
64
129177
1497
我認為是最酷的
02:22
and probably大概 the most likely容易 to get us an Earth地球
65
130674
2200
而且是最可能幫我們
在下個十年看到另一個地球
02:24
in the next下一個 decade.
66
132874
1536
02:26
It was first suggested建議 by Lyman萊曼 Spitzer斯皮策,
67
134410
2072
它首先被太空望遠鏡之父
02:28
the father父親 of the space空間 telescope望遠鏡, in 1962,
68
136482
3160
萊曼·史匹哲在1962年提出
02:31
and he took his inspiration靈感 from an eclipse.
69
139642
2116
他從日蝕中得到靈感
02:33
You've all seen看到 that. That's a solar太陽能 eclipse.
70
141758
2183
你們都看過日蝕
02:35
The moon月亮 has moved移動 in front面前 of the sun太陽.
71
143941
2040
月亮移到太陽前面
02:37
It blocks out most of the light
72
145981
1760
阻擋了大部分光
02:39
so we can see that dim暗淡 corona電暈 around it.
73
147741
2376
所以我們能看到太陽外層黯淡的日冕
02:42
It would be the same相同 thing if I put my thumb拇指 up
74
150117
1663
這個效果就如同
如果我把大拇指放到眼前擋住那個聚光燈
02:43
and blocked受阻 that spotlight聚光燈
that's getting得到 right in my eye,
75
151780
2585
02:46
I can see you in the back row.
76
154365
1912
我可以看見後面幾排的人們
02:48
Well, what's going on?
77
156277
1302
那麼,這是什麼情況?
02:49
Well the moon月亮
78
157579
1945
事實上月亮
02:51
is casting鑄件 a shadow陰影 down on the Earth地球.
79
159524
2415
在地球表面印出了一個影子
02:53
We put a telescope望遠鏡 or a camera相機 in that shadow陰影,
80
161939
3235
我們把望遠鏡或者相機放在影子裡
02:57
we look back at the sun太陽,
81
165174
1511
我們再去看太陽
02:58
and most of the light's輕的 been removed去除
82
166685
1640
大部分光線就被擋住了
03:00
and we can see that dim暗淡, fine structure結構體
83
168325
2090
我們可以看見日冕裡
03:02
in the corona電暈.
84
170415
1275
暗淡的細節結構
03:03
Spitzer's斯皮策 suggestion建議 was we do this in space空間.
85
171690
2667
史匹哲的建議我們在太空裡這麼做
03:06
We build建立 a big screen屏幕, we fly it in space空間,
86
174357
2777
我們建一個巨大的擋板發射到太空
03:09
we put it up in front面前 of the star,
87
177134
2047
我們把它放在恆星前面
03:11
we block out most of the light,
88
179181
1784
擋住大部分光線
03:12
we fly a space空間 telescope望遠鏡 in
that shadow陰影 that's created創建,
89
180965
3016
再發射一個天文望遠鏡到製造的影子裡
03:15
and boom繁榮, we get to see planets行星.
90
183981
1777
從而,我們可以看見行星
03:17
Well that would look something like this.
91
185758
2663
這個想法看起來就像這樣
03:20
So there's that big screen屏幕,
92
188421
1589
這就是那個大螢幕,
03:22
and there's no planets行星,
93
190010
875
但是並沒有行星
03:22
because unfortunately不幸 it doesn't
actually其實 work very well,
94
190885
2504
因為很不幸的是那並不能很好的工作
03:25
because the light waves波浪 of the light and waves波浪
95
193389
2920
因為光波
在螢幕周圍衍射
03:28
diffracts衍射 around that screen屏幕
96
196309
1680
03:29
the same相同 way it did in the telescope望遠鏡.
97
197989
1784
和在望遠鏡中一樣
03:31
It's like water bending彎曲 around a rock in a stream,
98
199773
3137
就像是溪流中的水繞過石頭
所以這些光就把影子破壞了,變成糟糕的影子
03:34
and all that light just destroys破陣 the shadow陰影.
99
202910
1790
03:36
It's a terrible可怕 shadow陰影. And we can't see planets行星.
100
204700
2673
這樣我們看不見行星
03:39
But Spitzer斯皮策 actually其實 knew知道 the answer回答.
101
207373
1767
但是史匹哲實際上知道答案
03:41
If we can feather羽毛 the edges邊緣, soften軟化 those edges邊緣
102
209140
2505
如果我們可以羽化邊緣,使邊緣變得柔和
03:43
so we can control控制 diffraction衍射,
103
211645
1766
我們就可以控制衍射
03:45
well then we can see a planet行星,
104
213411
1715
那樣我們就可以看見行星
03:47
and in the last 10 years年份 or so we've我們已經 come up
105
215126
1799
在最近十年我們想出了
03:48
with optimal最佳 solutions解決方案 for doing that.
106
216925
2044
最好的解決辦法
03:50
It looks容貌 something like that.
107
218969
3532
看起來像那樣的東西
03:54
We call that our flower petal花瓣 starshadestarshade.
108
222501
2345
我們稱之為花瓣形遮星板
03:56
If we make the edges邊緣 of those petals花瓣 exactly究竟 right,
109
224846
2960
如果我們把花瓣的邊緣設計得剛剛好
03:59
if we control控制 their shape形狀,
110
227806
1424
如果我們可以控制它們的形狀
04:01
we can control控制 diffraction衍射,
111
229230
1558
我們就可以控制衍射
04:02
and now we have a great shadow陰影.
112
230788
1446
這樣我們就可以有一個非常好的影子
04:04
It's about 10 billion十億 times dimmer調光器 than it was before,
113
232234
2644
比以前的要暗約一百億倍
04:06
and we can see the planets行星 beam光束 out just like that.
114
234878
3446
我們就可以像這樣看見行星
04:10
That, of course課程, has to be bigger than my thumb拇指.
115
238324
1858
那個,當然要比我的大拇指要大
04:12
That starshadestarshade is about
116
240182
1458
那個遮星板大概
04:13
the size尺寸 of half a football足球 field領域
117
241640
1576
和半個足球場差不多大
04:15
and it has to fly 50,000 kilometers公里
away from the telescope望遠鏡
118
243216
3590
而且它必須飛離望遠鏡五萬公里
04:18
that has to be held保持 right in its shadow陰影,
119
246806
2060
望遠鏡必須在影子裡放對位置
04:20
and then we can see those planets行星.
120
248866
1964
這樣我們就可以看見行星
04:22
This sounds聲音 formidable強大,
121
250830
1408
這聽起來很艱巨
04:24
but brilliant輝煌 engineers工程師, colleagues同事 of mine at JPLJPL,
122
252238
3008
但是聰明的工程師 --
我在噴氣推進實驗室的同事們
04:27
came來了 up with a fabulous極好 design設計 for how to do that
123
255246
2880
想出了極好的設計
04:30
and it looks容貌 like this.
124
258126
1074
看起來像這個
04:31
It starts啟動 wrapped包裹 around a hub樞紐.
125
259200
1788
它先是包裹著中心軸
04:32
It separates中隔離 from the telescope望遠鏡.
126
260988
1979
它和望遠鏡分離
04:34
The petals花瓣 unfurl, they open打開 up,
127
262967
2271
花瓣張開,打開
04:37
the telescope望遠鏡 turns around.
128
265238
1760
望遠鏡掉頭
04:38
Then you'll你會 see it flip翻動 and fly out
129
266998
2144
接著它就翻轉飛離
04:41
that 50,000 kilometers公里 away from the telescope望遠鏡.
130
269142
3215
離開望遠鏡五萬公里
04:44
It's going to move移動 in front面前 of the star
131
272357
2470
它會停在恆星前面
04:46
just like that, creates創建 a wonderful精彩 shadow陰影.
132
274827
3283
就像那樣,製造一個完美的影子
04:50
Boom繁榮, we get planets行星 orbiting軌道 about it.
133
278110
3804
我們就得到了環繞的行星
04:53
(Applause掌聲)
134
281914
1724
(鼓掌)
04:55
Thank you.
135
283638
2359
謝謝
04:57
That's not science科學 fiction小說.
136
285997
1953
這不是科幻
04:59
We've我們已經 been working加工 on this
for the last five or six years年份.
137
287950
2563
我們最近五六年致力於此
05:02
Last summer夏季, we did a really cool test測試
138
290513
2603
去年夏天,在加利福尼亞的
諾斯洛普·格魯門
05:05
out in California加州 at Northrop諾斯羅普 Grumman格魯曼公司.
139
293116
2439
我們進行了一個有意思的測試
05:07
So those are four petals花瓣.
140
295555
1583
這就是四片花瓣
05:09
This is a sub-scale分度 star shade陰涼處.
141
297138
1712
這是一個縮小的遮星板
05:10
It's about half the size尺寸 of the one you just saw.
142
298850
2497
大概是剛才你看到的那個的一半大
05:13
You'll你會 see the petals花瓣 unfurl.
143
301347
1460
你會看到花瓣展開
05:14
Those four petals花瓣 were built內置 by four undergraduates本科生
144
302807
2067
這四片花瓣是四個大學生
05:16
doing a summer夏季 internship實習 at JPLJPL.
145
304874
2415
在我們實驗室做暑假實習生的時候做的
05:19
Now you're seeing眼看 it deploy部署.
146
307289
1246
現在你看到的是它的部署
05:20
Those petals花瓣 have to rotate迴轉 into place地點.
147
308535
1982
這些花瓣必須必須旋轉到位
05:22
The base基礎 of those petals花瓣
148
310517
1170
花瓣的底部
05:23
has to go to the same相同 place地點 every一切 time
149
311687
2373
每次必須到達相同的位置
05:26
to within a tenth第十 of a millimeter毫米.
150
314060
1623
誤差在十分之一毫米以內
05:27
We ran this test測試 16 times,
151
315683
1760
我們測試了16次
05:29
and 16 times it went into the exact精確 same相同 place地點
152
317443
2839
16次全部到達了相同位置
05:32
to a tenth第十 of a millimeter毫米.
153
320282
1441
在十分之一毫米以內
05:33
This has to be doneDONE very precisely恰恰,
154
321723
1932
這個必須非常精準
05:35
but if we can do this, if we can build建立 this technology技術,
155
323655
2508
如果我們可以這麼做
如果我們可以實現這個技術
05:38
if we can get it into space空間,
156
326163
1484
如果我們可以把它發射到太空,
05:39
you might威力 see something like this.
157
327647
1801
你將會看到這樣的東西
05:41
That's a picture圖片 of one our nearest最近的 neighbor鄰居 stars明星
158
329448
2272
這是離我們最近的恆星
05:43
taken採取 with the Hubble哈勃 Space空間 Telescope望遠鏡.
159
331720
2594
由哈勃太空望遠鏡拍攝
05:46
If we can take a similar類似 space空間 telescope望遠鏡,
160
334314
2384
如果我們可以用一個相似的望遠鏡
05:48
slightly larger,
161
336698
1258
稍微大一些的
05:49
put it out there,
162
337956
1422
放在那裡
05:51
fly an occulterocculter in front面前 of it,
163
339378
1386
放飛一個遮光體在它前面,
05:52
what we might威力 see is something like that --
164
340764
2190
我們可能會看到類似這樣的東西
05:54
that's a family家庭 portrait肖像 of our
solar太陽能 system系統 -- but not ours我們的.
165
342954
2936
這是我們太陽系的全家福
05:57
We're hoping希望 it'll它會 be someone有人 else's別人的 solar太陽能 system系統
166
345890
2522
但是我們希望看到的是其他人的太陽系
06:00
as seen看到 through通過 an occulterocculter,
167
348412
1632
通過遮光體
通過這樣的遮星板
06:02
through通過 a starshadestarshade like that.
168
350044
1070
06:03
You can see Jupiter木星, you can see Saturn土星,
169
351114
2025
你可以看見木星,土星
06:05
Uranus天王星, Neptune海王星, and right there in the center中央,
170
353139
2623
天王星,海王星
就在中間緊靠著殘餘的光
06:07
next下一個 to the residual剩餘的 light
171
355762
1340
06:09
is that pale蒼白 blue藍色 dot. That's Earth地球.
172
357102
1905
是那個暗淡的藍點。那就是地球。
06:11
We want to see that, see if there's water,
173
359007
2374
我們想要看見那個,想要看那裡有沒有水
06:13
oxygen, ozone臭氧,
174
361381
1405
氧氣,臭氧層
06:14
the things that might威力 tell us that it could harbor港口 life.
175
362786
2523
這些可以告訴我們
那裡是否可以孕育生命
06:17
I think this is the coolest最酷 possible可能 science科學.
176
365309
2409
我認為這是最酷的可行的科學
06:19
That's why I got into doing this,
177
367718
1653
這就是我為什麼做這個的原因
06:21
because I think that will change更改 the world世界.
178
369371
1970
因為我認為這將改變世界
06:23
That will change更改 everything when we see that.
179
371341
2438
這將要改變我們看到的一切
06:25
Thank you.
180
373779
1586
謝謝
06:27
(Applause掌聲)
181
375365
4000
(鼓掌)
Translated by Hanling Chen
Reviewed by Qingqing Mao

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ABOUT THE SPEAKER
Jeremy Kasdin - Planet finder
Using innovative orbiting instruments, aerospace engineer Jeremy Kasdin hunts for the universe’s most elusive objects — potentially habitable worlds.

Why you should listen
At Princeton’s High Contrast Imaging Laboratory, Jeremy Kasdin is collaborating on a revolutionary space-based observatory that will unveil previously unseen (and possibly Earth-like) planets in other solar systems.

One of the observatory’s startling innovations is the starshade, an orbiting "occulter" that blocks light from distant stars that ordinarily outshine their dim planets, making a clear view impossible. When paired with a space telescope, the starshade adds a new and powerful instrument to NASA’s cosmic detection toolkit.
More profile about the speaker
Jeremy Kasdin | Speaker | TED.com