行星|花瓣状的星冕仪助力探索类地行星( 二 )
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我们要做一个大挡板 ， 把它送进宇宙空间 ， 放在要观察的恒星前方 ， 把大部分光都挡住 ， 让望远镜在这片人造的阴影里飞行 ， 砰！我们就看见了行星 。实际情况也是差不多的道理 。现在新的问题产生了 ， 事实上我们有了大挡板 ， 也看不到什么行星 ， 很不幸地它并不怎么起作用 ， 光波在挡板周围发生了衍射 ， 跟在望远镜里是一样的情况 。就像溪流中的水能绕过石头 ， 光毁掉了人造的阴影 。这个阴影很糟糕 ， 我们在里面看不见行星 。实际上 ， 斯皮策知道解决方案 。如果我们能把边缘弄成羽毛状 ， 把边缘变柔软 ， 我们就能控制衍射 ， 那么就能看到行星 。
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在过去十年中 ， 我们找到了最佳的解决方案 。它看起来就像我前面描述的那个样子 。我们叫它做我们的花瓣星冕仪（starshade ， 又译“遮星板”“星翳”） 。如果我们把这些“花瓣”的边缘做得刚好正确 ， 控制它们的形状 ， 我们就可以控制衍射 。现在我们有了巨大的人造阴影 ， 大约比以前的暗淡了100亿倍 。接下来 ， 我们能看见行星的光柱显露出来 ， 就像那个样子 。当然 ， 挡板一定要比我的拇指大 。星冕仪的尺寸大约有半个足球场那么大 ， 而且它必须飞到望远镜5万千米以外 ， 望远镜必须停在它的阴影中间 ， 我们就可以看到那些行星了 。这件事听起来艰巨 ， 但卓越的工程师们 ， 喷气动力实验室里我的同事们构思了一个精妙的设计 ， 完成了这个任务 ， 它看起来就像这个样子 。它一开始围绕着一个枢纽 ， 然后从望远镜分离 ， “花瓣”缓缓撑开 ， 全部打开 ， 望远镜旋转过来 ， 然后你会看到它翻转并且飞到离望远镜5万千米以外的地方 。它会移动到恒星前方 ， 营造一个神奇的阴影 。妙极了 ， 我们观察到了围绕这颗恒星的行星 。（观众鼓掌）谢谢你们 。
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那不是科幻小说 。我们已经为此工作了五六年 。去年夏天 ， 我们在加州的诺斯洛浦·格鲁曼公司做了一个很酷的试验 。这是一个“亚尺寸”的星冕仪 ， 有四个“花瓣” ， 只有你刚刚看到的那台的一半大 。你会看见“花瓣”撑开 。这四个“花瓣”由四个在喷气动力实验室做暑期实习的大学生建造 。现在你看到它们完全展开 ， 这些“花瓣”必须旋转到位 。在每次实验中 ， 这些“花瓣”的底部必须每次转到同一个地方 ， 误差不能超过0.1毫米 。我们试验了十六次 ， 十六次它们都精确地转到了同一个位置 ， 而且误差没有超过0.1毫米 。
这必须控制得非常精确 ， 但如果我们能做到 ， 如果我们能完成这个技术 ， 如果我们能把它带入宇宙 ， 你也许可以看见像这样的一些东西 。这是一张比邻星（距离我们最近的恒星）的图片 ， 是用哈勃空间望远镜摄制的 。如果我们能带着类似的望远镜 ， 也许稍微大一些 ， 把它送进宇宙 ， 在它前面放置一个遮光体 ， 我们有可能看到像这样的东西——太阳系的“家庭合照”——但不是我们的 ， 我们希望通过遮光体看到的会是另外一个恒星-行星系统 ， 通过这样一个星冕仪 。
你能看到“木星” ， 你能看到“土星” ， “天王星” ， “海王星” ， 并且在正中间这儿 ， 挨着恒星被遮挡后的余光 ， 那个黯淡蓝点就是“地球” 。我们想看到那样的场景 ， 看看那里是否有水 ， 氧气 ， 臭氧 ， 这些东西可以告诉我们这个行星能否孕育生命 。我觉得这是最酷的有可能实现的科学 。这就是我专注于此的原因 ， 因为我认为这会改变世界 。当我们看见那个行星的时候 ， 一切都会被改变 。
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