Размер 42 ПЗС-матриц фокальной плоскости Кеплера составляет примерно один квадратный фут. По углам фокальной плоскости расположены четыре модуля точного наведения, которые намного меньше ПЗС-матриц по сравнению с 42 ПЗС-матрицами, используемыми в науке. Эти меньшие по размеру ПЗС-матрицы использовались для отслеживания положения «Кеплера» и передачи этой информации в его систему наведения, чтобы космический корабль точно направлялся. Фото: НАСА/Миссия Кеплер.
Миссия «Кеплер» позволила открыть тысячи экзопланет, открыв глубокую истину о нашем месте в космосе: в галактике Млечный Путь планет больше, чем звезд. Однако путь к этому фундаментальному изменению в нашем понимании Вселенной потребовал почти 20 лет настойчивости, прежде чем миссия стала реальностью после ее выбора в 2001 году.
Астрономы предполагали, но до сих пор не подтвердили существование экзопланет, когда в 1983 году была впервые предложена концепция миссии, которая впоследствии стала Кеплером. Лишь в 1990-х годах были сделаны первые подтверждения существования планет, вращающихся вокруг звезд за пределами нашей Солнечной системы. , большинство из которых представляют собой газовые гиганты, вращающиеся вблизи своей родительской звезды, совсем не похожие на то, что мы знаем из нашей Солнечной системы.
Когда «Кеплер» был запущен в 2009 году, было открыто менее 400 экзопланет. Сегодня существует более 5500 подтвержденных экзопланет, и более половины из них были открыты по данным Кеплера. Многие из этих подтвержденных экзопланет находятся в так называемой «обитаемой зоне» своей звезды, что делает их главными кандидатами для будущих наблюдений, чтобы раскрыть больше загадок Вселенной, включая потенциал жизни.
Миссия «Кеплер» была разработана для ответа на вопросы «Насколько распространены другие миры?» и «Насколько уникальна наша Солнечная система?» Даже если бы «Кеплер» обнаружил обратное — что экзопланеты редки, — «Кеплер» все равно стал бы исторической миссией, поскольку вопрос, который она рассматривала, был настолько глубоким с научной точки зрения.
Более ранние версии предложения о миссии отклонялись четыре раза, начиная с 1992 года. Тогда миссия была известна как FRequency of Earth-Size Inner Planets (FRESIP). После второго отказа в 1994 году члены команды Дэвид Кох, Джилл Тартер и Карл Саган предложили изменить название с FRESIP на Kepler.
Космический корабль «Кеплер» в корпорации Ball Aerospace & Technologies в Боулдере, штат Колорадо. Миссия «Кеплер» обследовала область галактики Млечный Путь, обнаружив первые экзопланеты размером с Землю и определив, что в нашей галактике планет больше, чем звезд. Авторы и права: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калтех/Болл.
Одно из технических изменений, внесенных в предложение 1994 года до представления в 1996 году, включало изменение орбиты с точки Лагранжа L2 на гелиоцентрическую орбиту. Это позволило Кеплеру использовать реактивные колеса для наведения космического корабля, что позволило снизить расход топлива двигателя и сэкономить на стоимости.
Этого было недостаточно, чтобы убедить НАСА. Чтобы развеять опасения по поводу предложенной миссии, последовали две крупные демонстрации, по одной после отклонений в 1996 и 1998 годах. Демонстрации снизили риск, который заставил некоторых рецензентов задуматься, и предоставили команде Кеплера возможность усовершенствовать свои операции.
Первая демонстрация показала, что возможен непрерывный автоматический мониторинг тысяч звезд. Для этой демонстрации в Ликской обсерватории в Калифорнии был установлен прибор под названием фотометр Vulcan, который передавал свои данные по радио в Исследовательский центр Эймса НАСА в Силиконовой долине Калифорнии для автоматического анализа. Второй демонстрацией (после отказа в 1998 году) стало строительство испытательного стенда Кеплер.
Испытательный стенд доказал, что существующая технология устройств с зарядовой связью (ПЗС), ничем не отличающаяся от бытовой цифровой камеры, может обеспечить точность, необходимую для обнаружения планет размером с Землю среди различных видов шума, ожидаемых во всей системе, от вибраций до изображений. движение к ударам космических лучей. Команда Kepler в Эймсе построила сложную симуляцию неба, а Ball Aerospace, отраслевой партнер на протяжении многих лет предложений и самой миссии, построила численный симулятор для демонстрации. Испытательный стенд из лаборатории в Эймсе сейчас выставлен в Смитсоновском национальном музее авиации и космонавтики.
Эти демонстрации окончательно развеяли оставшиеся опасения. В 2001 году «Кеплер» был выбран более чем через 17 лет после того, как его главный исследователь Уильям Боруки вместе со своей коллегой Одри Саммерс из Отделения теоретических и планетарных исследований в космосе написал статью, в которой рассматривался космический фотометр для обнаружения планет земного размера. Научный отдел в Эймсе.
За восемь лет между выбором и запуском 6 марта 2009 года миссия отреагировала на ряд проблем и изменений, которые были в значительной степени вне контроля команды, например, введение НАСА политики, которая требовала либо Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, либо Лаборатория реактивного движения в Южной Калифорнии для управления планетарными миссиями, изменениями в требованиях к бухгалтерскому учету и увеличением затрат на запуск. Эти фрагменты истории Кеплера подробно изложены в последней книге Исторического управления НАСА «Программа открытий НАСА: первые двадцать лет конкурентных планетарных исследований».
