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巨型掩星可移動衛星(Big Occulting Steerable Satellite) 2026會射上去 + Starshade
2017-10-20 09:14:56 *
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作者 主題: 巨型掩星可移動衛星(Big Occulting Steerable Satellite) 2026會射上去 + Starshade  (閱讀 3430 次)
peter
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文章: 26768



« 於: 2014-10-23 00:13:05 »

掩星
http://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%8E%A9%E6%98%9F#BOSS

BOSS
http://arxiv.org/abs/astro-ph/9904413


巨型掩星可移動衛星 (Big Occulting Steerable Satellite) =BOSS  是一枚計劃中的人造衛星,用以配合望遠鏡來觀測太陽系外行星。
這枚衛星由一張大面積而輕量的薄膜,與一組推進器及導航系統組成。
它能夠移動至望遠鏡與恆星的視線中間,阻擋恆星的輻射?  光 ?,使其行星能被觀測得到。

計劃中的衛星大小為70米×70米,重量約600千克,並利用離子發動機與太陽光壓推動。
它將於望遠鏡 100,000千米以外,阻擋目標恆星99.998% 的光線。

此衛星有兩個可能的運行模式,它可配合將來放置在拉格朗日點-2的太空望遠鏡,
另一個則可以狹長軌道繞地球運行並配合地面望遠鏡,在遠地點時,衛星速度會緩慢下來,
容許望遠鏡有較長時間拍攝暗弱的太陽系外行星。

« 最後編輯時間: 2016-05-06 09:27:48 由 peter » 已記錄

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吳柏賢
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文章: 1177



« 回覆文章 #1 於: 2014-10-23 20:12:42 »

我也希望他能趕快發射

但是我必須說 10年之內應該沒有什麼機會...............
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If a million computers run SETI@home
We are bound to determine that we're not alone!
peter
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« 回覆文章 #2 於: 2014-10-23 21:09:47 »

 Starshade 和這有何不同 ?

http://spie.org/x19274.xml






http://en.wikipedia.org/wiki/New_Worlds_Mission
新世界任務是一個由美國航空暨太空總署先進理念研究所(NIAC)資助的項目,由科羅拉多大學博爾德分校的書伯斯特·凱什博士領導,並聯合波爾航空太空和技術公司、諾斯洛普·格魯門公司、美國西南研究院 和其他組織進行研究。這個項目計劃在太空中建造一個遮星板來阻擋附近恆星的星光,以觀察環繞它們運轉的行星。這個計劃有可能與一架現有的太空望遠鏡搭配工作,或許是將要發射的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡,也可能與一架經過優化的、專門使用可見光來觀察系外行星的望遠鏡搭配工作

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peter
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« 回覆文章 #3 於: 2015-11-23 09:07:20 »

http://www.cnbeta.com/articles/450583.htm
为了探索宇宙中的类地行星及行星上的生命迹象,美国宇航局科学家计划研制一种被称为“恒星罩”的奇特装置。这个花形奇特装置像一顶巨型深空太阳伞,一旦与太空望远镜一同发射升空抵达深空预定位置就会自动伸展打开,阻断来自恒星的光线,以利太空望远镜对恒星周围光线微弱的行星进行观测探索。 目前“恒星罩”尚处于试验阶段,如果项目资金充足并能良好推进,美国宇航局预计将于2026年发射升空“恒星罩”。




在“恒星罩”测试中,遥远星光的明晃刺眼,这显示对恒星附近状况进行细致入微的观测非常不易。

寻找外星生命已不再是小报素材了。在过去的数年中,天文学家通过不断的探索,在太阳系外发现了成千上万颗行星,这意味着整个宇宙都充斥着星球世界——每颗恒星平均至少有一颗行星。既然在浩瀚的宇宙中存在着如此繁多的行星,那么这些行星中很可能会有外星生命。天文学家甚至猜想,宇宙中是否还存在一颗跟地球一样的“孪生”行星。这么一想起来,搜寻外星生命就变成令人心旌荡漾且充满向往的科学之旅了。美国宇航局太阳系外行星探测计划分析小组首席科学家尼克-西格勒宣称:“如今,我们不再问‘太阳系外存在行星吗?’,而是要问‘这些系外行星上存在生命吗?’这是美国宇航局科学探索理念的一个重大转变,它意味着科学家将致力于搜索系外行星上的生命迹象,以及行星科学世界中可能发生的事情。”然而,这些系外行星距离我们数百万英里远。问题来了,如何观测这些行星并探测生命迹象,特别是如果它们还不是智慧生命呢?上周,英国广播公司“背后的天才”系列节目讲述了这样一个故事:科学家萨拉-西格尔致力于在另一颗地球上寻找生命的迹象。故事中,科学家西格尔笃定认为,寻找外星生命迹象的关键在于细致观测、认真梳理外星世界的大气。为了实现科学梦想,西格尔等研究人员使用一个被称为“恒星罩”的奇特花形装置。这个奇特装置像一顶巨型太空阳伞,可以阻断来自恒星的光线,以利望远镜规避恒星射线,深空探测绕轨道运行的行星,以期发现外星生命迹象。目前就职于麻省理工学院的西格尔表示:“如果我们想在不久的将来,比方说十年或二十年后,发现一个地球真正的孪生行星,就必须制造出这样一个‘恒星罩’。我们之所以要这么做,是因为类似太阳的恒星比地球大小的行星要明亮100亿倍,窥测到诸如微生物形态生命信号的唯一希望就是:阻断来自恒星的强烈光线,以便天文望远镜直接对深空中的行星进行观测。”

这一策略与天文学家迄今为止发现并研究行星的主要手段有着本质的区别。由于行星距离遥远,体积较小且光芒微弱,天文学家对绝大多数行星的探测都是间接的,例如探测当行星从恒星前面通过时星光的减弱,或者测量当行星引力发生拖拽时恒星的不稳定情况。但是,寻找外星生命需要一种全新的策略手段。科学家希望鉴别出行星大气中的气体成分,探测其中能证实生命存在的化学物质,例如占地球大气20%的氧气。西格尔指出:“没有生命,如植物或光合细菌,我们就不可能拥有氧气,可以说氧气是最有前景的生物特征之一。既然地球上的生命能产生各种气体,那么外星生命或许能产生更为复杂多样的气体。目前,我们所面临的挑战是,如何确定这些化学物质是否为生物起源物。”尽管迄今为止还没有人发现过外星生命迹象,但是天文学家已能敏锐地嗅出一些行星大气。当行星从恒星前面通过时,星光穿透包裹行星的气体层,大气分子会因其所含化学物质的不同,而吸收不同波长的光。通过测量这些被吸收的光波长,天文学家能够确定大气中的气体成分。


在沙漠试验中,科学家对恒星进行模拟,并利用这项技术看到远处的一小束光。


计划于2018年发射升空的“詹姆斯-韦伯”大型太空望远镜将利用这种技术解决大气化学成分问题,甚至还能探测到生物特征。然而,该探测手段仅适应于诸如M矮星这种小型恒星周围的行星系统,不适应类似太阳这种大型恒星周围的行星系统。鉴于这一问题,西格尔等天文学家就需要制做真正的“恒星罩”。“恒星罩”与太空望远镜一同发射升空,一旦抵达深空中的预定位置,它就会自动打开,伸展开后直径达34米。“恒星罩”的花瓣成像剃刀一样锋利,能够清除衍射效应,即光波遇到罩的边缘后发生不同程度的弯散传播。之后“恒星罩”与太空望远镜分离,间距大约为5万公里。

要做到这些,实属不易。尽管如此,研究人员还是决定将这一理念付诸实践,在沙漠中进行试验,使用一盏灯、一个模型恒星罩和一台照相机。作为“恒星罩”项目的主要负责人,普林斯顿大学科学家杰瑞姆-卡斯汀利用迷你模型进行了多次实验室测试:设备伸展范围达78米,其中“恒星罩”宽仅5厘米。如果该项目资金充足并能良好推进,美国宇航局将于2026年发射升空“恒星罩”。卡斯汀表示:“目前,我们在完成‘恒星罩’任务中未发现任何技术障碍,因此它有望于2020年左右发射升空。”不过,“恒星罩”并非唯一阻断星光的手段,它或许会与广域红外线巡天望远镜一同发射。广域红外线巡天望远镜是新一代太空望远镜,搭载有日冕观测仪,可从望远镜内部阻断星光。西尔格解释说:“我们需要多种探测手段,以防其中一个失灵。”






科学家模拟“恒星罩”在数百万英里外观测太阳系的情形。


日冕观测仪是一种试验测试技术,最初研发于20世纪30年代,被用来研究太阳外层被称为“日冕”的部分,也有可能发现地球的孪生行星。不过,西格尔表示这项技术还不成熟。日冕观测仪是一项复杂设备,脆弱易碎,易受太阳高热以及望远镜反应轮震动的影响。一旦望远镜失衡,零散的星光就会进入照相机设备,导致观测失败。虽然变形反射镜可以抵消光线变形,但是现有的观测系统无法在一片星光中找到地球大小的行星。然而,在“恒星罩”帮助下,望远镜就不会再接触到星光。这样一来,科学家就可以选择使用相对简单的小型望远镜,它们价格更低廉且易于制造。又或许,“恒星罩”将不需要其自身的望远镜,而可以依赖广域红外线巡天望远镜工作。

如此一来,科学家搜寻地球孪生行星的行动计划就要开始升温。卡斯汀说:“搜寻探索与地球类似大小的行星具有重大的科学意义,不过我们的最终目标还是找到类地行星。”如果真有那么一天,人类就能解开类地行星是否宜居之谜,而“恒星罩”将功不可没。



新世界任務
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%96%B0%E4%B8%96%E7%95%8C%E4%BB%BB%E5%8A%A1
« 最後編輯時間: 2015-11-23 09:16:15 由 peter » 已記錄

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« 回覆文章 #4 於: 2015-11-24 19:37:18 »

為什麼要做成這個形狀?
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peter
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« 回覆文章 #5 於: 2015-11-24 20:24:42 »



http://www.guokr.com/question/549785/
太空遮光罩为什么要设计成花朵型?


“花瓣的形状,当你从远处观察,将会构成一个较为平缓的边缘,从而避免光线的过度弯折。光线弯折程度的降低就意味着经过我们遮蔽之后的阴影中将会漆黑一片,这样空间望远镜才能拍摄到原本被淹没在恒星光芒之中的行星体

花瓣边缘形状的设计主要是为了尽可能降低边缘产生的衍射,当然同时也会有一些工程技术方面的考虑。“过度弯折”是错误的翻译,或是为了避免使用物理术语,但我猜本意指的就是衍射。

这个遮光罩的作用是放在望远镜前方很远的地方,遮挡住来自恒星的光,从而可以让其后方的望远镜看到位于恒星近旁的行星。然而圆形的遮光罩是不行的,因为圆形边缘在其后方会产生衍射光斑(如下图一),其中心会有一个亮点,叫做泊松亮斑。也就是说,圆形遮光罩反而会使得恒星的光在望远镜处汇聚增强!如果学过高中或普通物理,应该都看到过这样的例子或做过类似的实验,在光源和屏之间加入障碍物,观察屏上的衍射条纹,你会发现圆孔衍射或圆板衍射的话,会分别形成艾里斑和泊松亮斑。

任何形状的遮光罩都会产生特定的衍射图样。所以,想要起到优良的遮光作用的话,必须很仔细地设计遮光罩的边缘来降低衍射的影响,使得所形成的衍射分布图样的中心能有高质量的暗斑。下图二是通过理论计算所得到的一个花瓣形的遮光罩所形成的衍射图样,可以看到其中心是暗的。

这个遮光罩的设计真的是很有创意,目前还在实验阶段,很希望它真的可以发射上天。关于这个项目有一个TED演讲非常不错,推荐看一看。可惜简体中文字幕的翻译质量非常差,可以将就着看看繁体中文字幕,繁体中文字幕是我帮忙校对的。:)
http://www.ted.com/talks/jeremy_kasdin_the_flower_shaped_starshade_that_might_help_us_detect_earth_like_planets


NASA这个遮光罩应该是避免产生泊松亮斑。泊松亮斑是一个圆形障碍的后方中点出现亮点。

可能其中有答案吧

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« 回覆文章 #6 於: 2015-11-24 20:33:12 »

原來是這樣,真是太有趣了
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peter
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« 回覆文章 #7 於: 2015-11-24 20:46:26 »

剛查下好像  BOSS 是先前計劃
 新一代 新世界任務  使用的是叫 Starshade
https://en.wikipedia.org/wiki/New_Worlds_Mission#Starshade

see paper 太多專業

要國王懂光學來翻譯吧

[PDF] Externally Occulted Terrestrial Planet Finder Coronagraph ...
arxiv.org559 × 432以圖搜尋
Externally Occulted Terrestrial Planet Finder Coronagraph: Simulations and Sensitivities

但圖片大概如下


直接觀測系外行星是非常困難的。主要是由於:系外行星通常十分接近它們的母星。當尋找系外行星時,人們通常是從非常小的角度(幾十毫角秒)來觀察它們。在這麼小的角度下,觀測行星是幾乎不可能的。 系外行星與他們的母星相比是十分暗淡的。母星比環繞它們的行星亮十億倍。這使得我們幾乎不可能看到淹沒在強光下的行星。 觀察這樣一顆如此接近明亮恆星的暗淡行星是困難的,所以天文學家直接拍攝系外行星面臨著重重障礙。迄今為止 只有少數的系外行星被拍照。 第一個被拍照的系外行星是2M1207b它環繞著母星2M1207運轉。 天文學家之所以能夠直接拍攝這顆行星是因為這是一顆不尋常的行星。特別的是它不受上述兩個條件的影響:2M1207b離它的母星非常遠大約55天文單位此外,這顆行星環繞一顆十分暗淡的、被叫做「褐矮星」 的恆星運轉。因為這顆行星離它的暗淡母星如此的遠,所以它沒有淹沒在母星的光芒中。為了克服在明亮星光中尋找行星的困難,新世界任務將用一個遮星板阻擋恆星的光芒。這個遮星板將阻擋所有將到達觀察者的恆星星光,同時讓環繞恆星的行星星光按原樣通過。





* 圖片 5.jpg (138.2 KB, 896x341 - 已被閱讀 180 次.)

* 圖片 6.jpg (120.83 KB, 736x312 - 已被閱讀 169 次.)

* 圖片 7.jpg (333.39 KB, 1014x686 - 已被閱讀 185 次.)

* 圖片 8.jpg (173.58 KB, 635x422 - 已被閱讀 163 次.)
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« 回覆文章 #8 於: 2016-05-06 09:21:38 »

http://www.northropgrumman.com/Capabilities/starshade/Pages/default.aspx
starshade


http://www.universetoday.com/128664/starshade-prepares-image-new-earths/



Artist's concept of the prototype starshade

https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=ALGI0ex0-ac&list=PLTiv_XWHnOZp2Wmmd3gVSiKAVyXk9Rh14
« 最後編輯時間: 2016-05-06 09:25:18 由 peter » 已記錄

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« 回覆文章 #9 於: 2016-05-06 09:27:32 »

New_Worlds_Mission 新世界任務


NASA  starshade
是一個由美國國家航空暨太空總署先進理念研究所(NIAC)資助的項目,由科羅拉多大學博爾德分校的韋伯斯特·凱希(Webster Cash)博士領導,並聯合波爾太空與技術公司、諾斯洛普·格魯曼公司、西南研究院和其他組織進行研究。這個項目計劃在太空中建造一個遮星板來阻擋附近恆星的星光,以觀察環繞它們運轉的行星。這個計劃有可能與一架現有的太空望遠鏡搭配工作,或許是將要發射的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡,也可能與一架經過優化的、專門使用可見光來觀察系外行星的望遠鏡搭配工作。
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« 回覆文章 #10 於: 2016-08-04 21:37:23 »

http://observer.com/2016/05/nasa-announces-discover-of-over-a-thousand-new-worlds-some-potentially-habitable/

不過人類飛的科技


還很落後阿
光離開太陽系都是一大問題 .

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« 回覆文章 #11 於: 2017-08-08 13:00:21 »

史丹佛大學的“遮星板starshade ”衛星通過投射人造日食去發現系外行星
http://www.cnbeta.com/articles/science/639419.htm
史丹佛大學的一個團隊正計劃用能阻擋恒星光線的衛星創造人造日食。幸運的是,太陽光線不是這個系統的目標:相反,
這種“Starshade”(遮星板)將阻擋遙遠的恒星,允許其配對衛星上的望遠鏡更清楚地觀察可能繞軌道的系外行星。
近年來,科學家已經發現了大量系外行星,其中大多數都是通過掩星法發現的。
但是,雖然恒星的亮度在這種情況下是有用的,但眩光使得天文學家很難直接觀察行星。

“通過間接測量,您可以檢測到一顆星星附近的天體,并計算出它們的軌道周期和與星星距離,”
該項目首席研究員Simone D'Amico表示。“這一切都是重要的信息,
但直接觀察,你可以描述系外行星的化學成分,并可能會看到生命活動的跡象。”





為了解決這個問題,史丹佛大學的團隊正在提出一個名為“小型化分布式遮光體/望遠鏡 miniaturized distributed occulter/telescope  ”(mDOT)的項目。
這個系統將包括一個攜帶遮星板的100KG的微型衛星, 以及一個裝有小型望遠鏡的10KG的奈米衛星。
發射時,在地球高軌道展開至3米(10英尺)的全寬之前,遮星板將折疊起來。其花朵形狀有一個非常具體的目的,
允許它將最暗的陰影投射到距離不超過1000公里(620英里)搭載望遠鏡的配對衛星上。
參與該項目的研究生Adam Koenig表示:“通過這種特殊的幾何形狀,您可以將恒星的光線衍射到遮星板周圍。
“那么,你可以在中心發現很暗的陰影,陰影夠安時導致恒星的光線不會干擾附近行星的觀察。”

雖然mDOT將無法用于發現地球大小的行星,但它可以幫助研究塵云或類似木星大小的氣態巨行星。


https://people.stanford.edu/damicos/scientific-and-engineering-space-community-gathers-stanford-discuss-slab%E2%80%99s-mdot-mission-concept

Stanford professor creates an artificial eclipse to image extrasolar planets



miniaturized distributed occulter/telescope

« 最後編輯時間: 2017-08-08 13:04:07 由 peter » 已記錄

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