เคปเลอร์

เคปเลอร์ดาวเทียมของสหรัฐอเมริกาที่ตรวจพบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะโดยการเฝ้าดูจากวงโคจรรอบดวงอาทิตย์เพื่อให้แสงสลัวลงเล็กน้อยระหว่างการเคลื่อนที่ขณะที่ร่างเหล่านี้เคลื่อนผ่านหน้าดวงดาว วัตถุประสงค์ที่สำคัญของภารกิจของเคปเลอร์คือการกำหนดเปอร์เซ็นต์ของดาวเคราะห์ที่อยู่ในหรือใกล้เขตที่อาศัยอยู่ของดวงดาวนั่นคือระยะทางจากดวงดาวที่น้ำเหลวและอาจมีชีวิตอยู่ได้

ดาวเทียมเคปเลอร์มุมมองของดาราจักรแอนโดรเมดา (Messier 31, M31) แบบทดสอบดาราศาสตร์และอวกาศแบบทดสอบวันที่รังสีตรงของดวงอาทิตย์พาดผ่านเส้นศูนย์สูตรท้องฟ้าเรียกว่า:

การตรวจจับการเคลื่อนผ่านของดาวเคราะห์นอกระบบเป็นเรื่องที่ท้าทายมาก ตัวอย่างเช่นเส้นผ่านศูนย์กลางของโลกมีค่าเพียง 1/109 ของดวงอาทิตย์ดังนั้นสำหรับผู้สังเกตการณ์ภายนอกระบบสุริยะทางเดินของโลกจะทำให้การส่งออกของดวงอาทิตย์ลดลงเพียง 0.008 เปอร์เซ็นต์ นอกจากนี้ระนาบวงโคจรของดาวเคราะห์จะต้องอยู่ในแนวเดียวกันเพื่อให้ผ่านหน้าดาว การสังเกตอย่างต่อเนื่องโดยไม่มีความผิดเพี้ยนของบรรยากาศหรือรอบกลางวัน - กลางคืนซึ่งเป็นไปไม่ได้จากโลก - เป็นสิ่งสำคัญสำหรับภารกิจนี้ เคปเลอร์ถูกวางไว้ในวงโคจรเฮลิโอเซนตริกโดยมีระยะเวลา 372.5 วันเพื่อให้มันค่อยๆเคลื่อนที่ตามโลกดังนั้นจึงหลีกเลี่ยงผลกระทบจากสนามแม่เหล็กที่อาจรบกวนภารกิจ

การดำเนินงานเริ่มขึ้นประมาณหนึ่งเดือนหลังจากการเปิดตัวของ Kepler ในวันที่ 6 มีนาคม 2009 หนึ่งในสี่วงล้อปฏิกิริยาที่ใช้ชี้ยานอวกาศล้มเหลวในปี 2555 แต่อีกสามวงสามารถทำให้เคปเลอร์สังเกตมุมมองของมันได้ การรวบรวมข้อมูลสิ้นสุดในเดือนพฤษภาคม 2013 เมื่อวงล้ออื่นล้มเหลว อย่างไรก็ตามนักวิทยาศาสตร์ได้คิดค้นกลยุทธ์การสังเกตใหม่เพื่อรวมวงล้อปฏิกิริยาที่เหลืออีกสองวงเข้ากับความดันรังสีดวงอาทิตย์บนแผงโซลาร์เซลล์ของ Kepler เพื่อให้ยานอวกาศชี้ไปที่จุดท้องฟ้าเดียวกันเป็นเวลา 83 วัน หลังจากผ่านไป 83 วันแสงแดดจะเข้าสู่กล้องโทรทรรศน์และจากนั้นดาวเทียมจะหันไปที่ท้องฟ้าอีกแห่ง ภารกิจ K2 ซึ่งใช้กลยุทธ์นี้เริ่มขึ้นในเดือนพฤษภาคม 2014 และดำเนินต่อไปจนถึงเดือนตุลาคม 2018 เมื่อยานอวกาศหมดเชื้อเพลิงและถูกปลดระวาง

ยานอวกาศมีกล้องโทรทรรศน์ขนาด 95 ซม. (37 นิ้ว) ตัวเดียวที่จ้องไปที่ท้องฟ้าเดียวกัน (105 ตารางองศา) พื้นที่เดิมที่เลือกอยู่ในกลุ่มดาวหงส์ซึ่งอยู่นอกระนาบของระบบสุริยะเพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดฝ้าด้วยแสงที่กระจัดกระจายด้วยฝุ่นระหว่างดาวเคราะห์หรือสะท้อนจากดาวเคราะห์น้อย อุปกรณ์ชาร์จคู่ (CCD) ทำงานเป็นเซ็นเซอร์แสงแทนที่จะเป็นตัวสร้างภาพเพื่อจับการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยของความสว่างของดาวในระหว่างภารกิจ ฉากนั้นไม่ได้โฟกัสเพื่อให้ดาวแต่ละดวงมีพิกเซลหลายพิกเซล หากดวงดาวไม่อยู่ในโฟกัสพิกเซลใน CCD จะอิ่มตัวและลดความแม่นยำของการสังเกต ดาวที่จางกว่าขนาดภาพ 14 ถูกปฏิเสธ แต่สิ่งนี้ทำให้ดาวมากกว่า 100,000 ดวงอยู่ในมุมมอง สำหรับดาวที่มีดาวเคราะห์คล้ายโลกนักวิทยาศาสตร์คาดว่าความน่าจะเป็นของการที่เคปเลอร์สังเกตเห็นดาวเคราะห์ที่กำลังจะบดบังดาวฤกษ์นั้นอยู่ที่ 0.47 เปอร์เซ็นต์

ดาวเทียมเคปเลอร์

เมื่อสิ้นสุดภารกิจเคปเลอร์ได้ค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ 2,662 ดวงซึ่งประมาณ 2 ใน 3 ของดาวเคราะห์ทั้งหมดที่รู้จักกัน หนึ่งในนั้นคือ Kepler-22b มีรัศมี 2.4 เท่าของโลกและเป็นดาวเคราะห์ดวงแรกที่พบในเขตที่อยู่อาศัยของดาวเช่นดวงอาทิตย์ Kepler-20e และ Kepler-20f เป็นดาวเคราะห์ขนาดเท่าโลกดวงแรกที่พบ (รัศมีคือ 0.87 และ 1.03 เท่าของรัศมีโลกตามลำดับ) Kepler-9b และ Kepler-9c เป็นดาวเคราะห์สองดวงแรกที่สังเกตเห็นการเคลื่อนผ่านดาวดวงเดียวกัน Kepler-186f เป็นดาวเคราะห์ขนาดเท่าโลกดวงแรกที่พบภายในเขตอาศัยของดาวฤกษ์ เคปเลอร์ค้นพบดาวเคราะห์ระหว่าง 2 ถึง 12 ดวงซึ่งมีขนาดประมาณโลกภายในเขตที่อาศัยอยู่ของดาวได้