Download (Recuperado de: http://kepler.nasa.gov/Mission/QuickGuide/, el 3 de

(Recuperado de: http://kepler.nasa.gov/Mission/QuickGuide/, el 3 de Febrero de
2011)
About the Mission
... NASA's first mission capable of finding Earth-size planets around other stars.
Frequently Asked
Questions
Mission Design
Kepler Blog
Kepler
Facebook
A Brief History of
Kepler
Importance of Planet Detection
The centuries-old quest for other worlds like our Earth has been rejuvenated by the intense
excitement and popular interest surrounding the discovery of hundreds of planets orbiting
other stars.
There is now clear evidence for substantial numbers of three types of exoplanets; gas
giants, hot-super-Earths in short period orbits, and ice giants. The following websites are
tracking the day-by-day increase in new discoveries and are providing information on the
characteristics of the planets as well as those of the stars they orbit: The Extrasolar Planets
Encyclopedia, NASA/IPAC/NExScI Star and Exoplanet Database, New Worlds Atlas, and
Current Planet Count Widget.
The challenge now is to find terrestrial planets (i.e., those one half to twice the size of the
Earth), especially those in the habitable zone of their stars where liquid water and possibly
life might exist.
The Kepler Mission, NASA Discovery mission #10, is specifically designed to survey a
portion of our region of the Milky Way galaxy to discover dozens of Earth-size planets in
or near the habitable zone and determine how many of the billions of stars in our galaxy
have such planets.
Results from this mission will allow us to place our solar system within the continuum of
planetary systems in the Galaxy.
The figure shows what we believe to be the local
structure of our Galaxy, the Milky Way. The stars
sampled are similar to the immediate solar
neighborhood. Young stellar clusters, ionized
hydrogen (HII) regions and the neutral hydrogen
(HI) distribution define the arms of the Galaxy.
Kepler Mission Scientific Objective:
The scientific objective of the Kepler Mission is to explore the structure and diversity of
planetary systems. This is achieved by surveying a large sample of stars to:
1. Determine the abundance of terrestrial and larger planets in or near the habitable
zone of a wide variety of stars;
2. Determine the distribution of sizes and shapes of the orbits of these planets;
3. Estimate how many planets there are in multiple-star systems;
4. Determine the variety of orbit sizes and planet reflectivities, sizes, masses and
densities of short-period giant planets;
5. Identify additional members of each discovered planetary system using other
techniques; and
6. Determine the properties of those stars that harbor planetary systems.
The Kepler Mission also supports the objectives of future NASA Origins theme missions
Space Interferometry Mission (SIM) and Terrestrial Planet Finder (TPF),
By identifying the common stellar characteristics of host stars for future planet
searches,
By defining the volume of space needed for the search and
By allowing SIM to target systems already known to have terrestrial planets.
The Transit Method of Detecting Extrasolar Planets:
When a planet crosses in front of its star as viewed by an observer, the event is called a
transit. Transits by terrestrial planets produce a small change in a star's brightness of about
1/10,000 (100 parts per million, ppm), lasting for 1 to 16 hours. This change must be
periodic if it is caused by a planet. In addition, all transits produced by the same planet
must be of the same change in brightness and last the same amount of time, thus providing
a highly repeatable signal and robust detection method.
Once detected, the planet's orbital size can be calculated from the period (how long it takes
the planet to orbit once around the star) and the mass of the star using Kepler's Third Law
of planetary motion. The size of the planet is found from the depth of the transit (how much
the brightness of the star drops) and the size of the star. From the orbital size and the
temperature of the star, the planet's characteristic temperature can be calculated. Knowing
the temperature of a planet is key to whether or not the planet is habitable (not necessarily
inhabited). Only planets with moderate temperatures are habitable for life similar to that
found on Earth.
The Kepler Mission Design
For a planet to transit, as seen from our solar system, the orbit must be lined up edgewise to
us. The probability for an orbit to be properly aligned is equal to the diameter of the star
divided by the diameter of the orbit. This is 0.5% for a planet in an Earth-like orbit about a
Sun-like star. (For the giant planets discovered in four-day orbits, the alignment probability
is more like 10%.) In order to detect many planets, one can not just look at a few stars for
transits or even a few hundred. One must look at thousands of stars, even if Earth-like
planets are common. If they are rare, then one needs to look at many thousands to find even
a few. Kepler looks at more than 100,000 stars so that if Earths are rare, a null or near null
result would still be significant. If Earth-size planets are common then Kepler should detect
hundreds of them.
Considering that we want to find planets in the habitable zone of stars like the Sun, the time
between transits is about one year. To reliably detect a sequence one needs four transits.
Hence, the mission duration needs to be at least three and one half years. If the Kepler
Mission continues for longer, it will be able to detect smaller, and more distant planets as
well as a larger number of true Earth analogs.
The Kepler instrument is a specially designed 0.95-meter diameter telescope called a
photometer or light meter. It has a very large field of view for an astronomical telescope
105 square degrees, which is comparable to the area of your hand held at arm's length. The
fields of view of most telescopes are less than one square degree. Kepler needs the large
field of view in order to observe the large number of stars. It stares at the same star field for
the entire mission and continuously and simultaneously monitors the brightnesses of more
than 100,000 stars for at least 3.5 years, the initial length of the mission, which can be
extended.
The diameter of the telescope needs to be large enough to reduce the noise from photon
counting statistics, so that it can measure the small change in brightness of an Earth-like
transit. The design of the entire system is such that the combined differential photometric
precision over a 6.5 hour integration is less than 20 ppm (one-sigma) for a 12th magnitude
solar-like star including an assumed stellar variability of 10 ppm. This is a conservative,
worse-case assumption of a grazing transit. A central transit of the Earth crossing the Sun
lasts 13 hours. And about 75% of the stars older than 1 Gyr (10 billion years) are less
variable than the Sun on the time scale of a transit.
The photometer must be spacebased to obtain the photometric precision needed to reliably
see an Earth-like transit and to avoid interruptions caused by day-night cycles, seasonal
cycles and atmospheric perturbations, such as, extinction associated with ground-based
observing.
Extending the mission beyond three and one half years provides for:
Improving the signal to noise by combining more transits to permit detection of
smaller planets
Finding planets in orbits with larger periods
Finding planets around stars that are noisier either due to being fainter or having
more variability
Expected Results:
Based on the mission described above, including conservative assumptions about detection
criteria, stellar variability, taking into account only orbits with 4 transits in 3.5 years, etc.,
and assuming that planets are common around other stars like our Sun, then we expect to
detect:
From transits of terrestrial planets in one year orbits:
About 50 planets if most are the same size as Earth (R~1.0 Re) and none larger,
About 185 planets if most have a size of R~1.3 Re,
About 12% with two or more planets per system.
Substantially higher numbers of terrestrial-sized planets may be found if one takes into
consideration all orbits from a few days to more than one year.
From transits of giant planets:
About 135 inner-orbit planet detections,
Densities for 35 inner-orbit planets, and
About 30 outer-orbit planet detections.
Many candidates that may be short-period giant planets have already been detected. These
are being studied further to eliminate false-positives.
The sample size of stars for this mission is large enough to capture the richness of the
unexpected. Should no detection be made, a null result would still be very significant.
System Characteristics:
Spacebased Photometer: 0.95-m aperture
Primary mirror: 1.4 meter diameter, 85% light weighted
Detectors: 95 mega pixels (21 modules each with two 2200x1024 pixel CCDs)
Bandpass: 430-890 nm FWHM
Dynamic range: 9th to 16th magnitude stars
Fine guidance sensors: 4 CCDs located on science focal plane
Attitude stability: <9 milli-arcsec, 3 sigma over 15 minutes.
Avionics: Fully block redundant
Science data storage: >60 days
Uplink X-band: 7.8125 bps to 2 kbps
Downlink X-band: 10 bps to 16 kbps
Downlink Ka-band: Up to 4.33125 Mbps
Photometric One-Sigma Noise Designed Performance:
Total noise with solar-like stellar variability and photon
shot noise for an mv=12 star: < 2x10-5
No mechanisms other than a one-time ejectable cover and three focus mechanism for the
primary mirror.
Flight segment and instrument mass: 1071 kg, maximum expected (10/06)
Flight segment and instrument power: 771 W, maximum expected (10/06)
Flight Segment labeled
Kepler Spacecraft and Photometer
Mission Characteristics:
Continuously point at a single star field in Cygnus-Lyra region except during Ka-band
downlink.
Roll the spacecraft 90 degrees about the line-of-sight every 3 months to maintain the sun on
the solar arrays and the radiator pointed to deep space.
Monitor 100,000 main-sequence stars for planets
Mission lifetime of 3.5 years extendible to at least 6 years
D2925-10L (Delta II) launch into an Earth-trailing heliocentric orbit
Scientific Operations Center and Project management (operations) at Ames Research
Center
Project management (development) at Jet Propulsion Laboratory
Flight segment design and fabrication at Ball Aerospace & Technologies Corp.
Mission Operations Center at Laboratory for Atmospheric and Space Physics
(LASP) University of Colorado
Data Management Center at Space Telescope Science Institute
Deep Space Network for telemetry
Routine contact
X-band contact twice a week for commanding, health and status
Ka-band contact once a month for science data downlink
Kepler Mission on Facebook:
Official Kepler Mission Facebook page: http://www.facebook.com/NASAsKeplerMission
Kepler Facebook page maintained by Arif Solmaz:
http://www.facebook.com/KeplerMission
Fan Page: http://www.facebook.com/NASAKepler
Acerca de la Misión
... la primera misión de la NASA es capaz de encontrar planetas del tamaño de la
Tierra alrededor de otras estrellas.
Diseño de la
Misión
Preguntas más
frecuentes
Kepler blog
Kepler
Facebook
Una breve historia
de Kepler
Importancia de la detección de planetas
La búsqueda de siglos de antigüedad de otros mundos como la Tierra ha sido rejuvenecido
por la intensa emoción y el interés popular que rodean el descubrimiento de cientos de
planetas orbitando otras estrellas.
En la actualidad existe una clara evidencia de un número considerable de tres tipos de
exoplanetas, los gigantes de gas, calor-super-Tierras en órbitas de período corto, y los
gigantes de hielo. Los siguientes sitios web, el seguimiento de los a día aumentan los días
en los nuevos descubrimientos y están proporcionando información sobre las características
de los planetas, así como los de las estrellas que orbitan: La Enciclopedia de Planetas
extrasolares , NASA / IPAC / Star NExScI y base de datos Exoplanetas , Atlas de Nuevos
Mundos , y Planeta Conde Widget actual .
El reto ahora es encontrar planetas terrestres (es decir, los media de una a dos veces el
tamaño de la Tierra), especialmente en la zona habitable de sus estrellas, donde la vida el
agua líquida y, posiblemente, puedan existir.
La Misión Kepler, la NASA la misión del Discovery # 10 , está diseñado específicamente
para examinar una porción de nuestra región de la Vía Láctea, galaxia para descubrir
docenas de planetas del tamaño de la Tierra en o cerca de la zona habitable y determinar
cuántos de los miles de millones de estrellas en nuestra galaxia tienen planetas.
Los resultados de esta misión nos permitirá colocar nuestro sistema solar dentro de la
continuidad de los sistemas planetarios en la galaxia.
La figura muestra lo que creemos que es la
estructura local de nuestra galaxia, la Vía Láctea.
Las estrellas de la muestra son similares a la
vecindad solar inmediato. Cúmulos estelares
jóvenes, de hidrógeno ionizado (HII), las regiones
y el hidrógeno neutro (HI) define la distribución
de los brazos de la galaxia.
Kepler Objetivo Misión Ciencia:
El objetivo científico de la Misión Kepler es explorar la estructura y la diversidad de
sistemas planetarios. Esto se logra mediante encuestas a una muestra grande de estrellas a:
1. Determinar la abundancia de planetas terrestres y más grande en o cerca de la zona
habitable de una amplia variedad de estrellas;
2. Determinar la distribución de tamaños y formas de las órbitas de estos planetas;
3. Calcule la cantidad de planetas que hay en los sistemas de estrellas múltiples;
4. Determinar la variedad de tamaños de órbita y reflectividades planeta, tamaños,
masas y densidades de los planetas gigantes de período corto;
5. Identifique a los miembros adicionales de cada sistema planetario descubierto
usando otras técnicas, y
6. Determinar las propiedades de las estrellas que albergan sistemas planetarios.
La Misión Kepler también es compatible con los objetivos de las futuras misiones de la
NASA Orígenes tema Misión de Interferometría Espacial (SIM) y Terrestrial Planet Finder
(TPF),
Al identificar las características comunes estelares de las estrellas de acogida para
búsquedas de planetas futuro,
Al definir el volumen de espacio necesario para la búsqueda y
Al permitir SIM a los sistemas de destino ya se sabe que tienen planetas terrestres.
El método de tránsito de Detección de Planetas Extrasolares:
Cuando un planeta cruza por delante de su estrella, visto por un observador, el evento se
llama un tránsito. Los tránsitos de planetas terrestres producir un pequeño cambio en el
brillo de una estrella de cerca de 1 / 10, 000 (100 partes por millón, ppm), con una duración
de 1 a 16 horas. Este cambio debe ser periódica si es causado por un planeta. Además,
todos los tránsitos producido por el mismo planeta debe tener el mismo cambio en el brillo
y el último la misma cantidad de tiempo, proporcionando así una señal altamente repetible
y método de detección robusta.
Una vez detectado, el tamaño de la órbita del planeta puede calcularse a partir del período
(el tiempo que tarda el planeta en órbita una vez alrededor de la estrella) y la masa de la
estrella con la tercera ley de Kepler del movimiento planetario. El tamaño del planeta se
encuentra desde la profundidad del tránsito (cuánto el brillo de las gotas de estrella) y el
tamaño de la estrella. Desde el tamaño de la órbita y la temperatura de la estrella, la
temperatura característica del planeta se puede calcular. Conocer la temperatura de un
planeta es clave para saber si o no el planeta es habitable (no necesariamente habitado).
Sólo los planetas con temperaturas moderadas son habitables para la vida similar a la
encontrada en la Tierra.
El diseño de la misión Kepler
Para un planeta de tránsito, según lo visto de nuestro sistema solar, la órbita debe ser
alineados de canto para nosotros. La probabilidad de una órbita a estar bien alineados es
igual al diámetro de la estrella, dividido por el diámetro de la órbita. Esto es de 0,5% para
un planeta en una órbita similar a la Tierra alrededor de una estrella similar al Sol. (Para los
planetas gigantes descubiertos en órbita de cuatro días, la probabilidad de alineación se
parece más a un 10%.) Con el fin de detectar muchos planetas, uno no puede simplemente
mirar a algunas estrellas para el tránsito o incluso unos pocos cientos. Hay que ver miles de
estrellas, incluso si los planetas como la Tierra son comunes. Si son raros, entonces uno
tiene que buscar en miles de encontrar incluso unos pocos. Kepler se ve en más de 100.000
estrellas de forma que si son tierras raras, un nulo o casi nulo resultado seguiría siendo
importante. Si planetas del tamaño de la Tierra son comunes a continuación, Kepler debería
detectar cientos de ellos.
Teniendo en cuenta que queremos encontrar planetas en la zona habitable de estrellas como
el Sol, el tiempo entre el tránsito es de aproximadamente un año. Para detectar con
fiabilidad una secuencia de uno necesita cuatro tránsitos. Por lo tanto, la duración de la
misión tiene que ser por lo menos tres años y medio. Si la Misión Kepler continúa por más
tiempo, será capaz de detectar más pequeños, y más planetas distantes, así como un mayor
número de análogos de la Tierra verdadera.
El instrumento de Kepler es un telescopio diseñado especialmente 0,95 metros de diámetro
llamado fotómetro o medidor de luz. Tiene un gran campo de visión de un telescopio
astronómico 105 grados cuadrados, lo cual es comparable con el área de su mano con el
brazo extendido. Los campos de vista de la mayoría de los telescopios de menos de un
grado cuadrado. Kepler las necesidades del gran campo de visión para observar el gran
número de estrellas. Se mira en el campo de estrellas mismo para toda la misión y de forma
continua y al mismo tiempo controla el brillo de más de 100.000 estrellas durante al menos
3,5 años, la longitud inicial de la misión, que puede ser ampliado.
El diámetro del telescopio debe ser lo suficientemente grande como para reducir el ruido de
las estadísticas de conteo de fotones, de modo que se puede medir el pequeño cambio en el
brillo de un tránsito similar a la Tierra. El diseño de todo el sistema es tal que la precisión
fotométrica diferencial combinado en una integración de 6,5 horas es inferior a 20 ppm (un
sigma) para la estrella de magnitud 12 de tipo solar como una variabilidad supone estelar de
10 ppm. Esta es una hipótesis conservadora, peor de los casos de un tránsito de pastoreo.
Una central de tránsito de la Tierra cruza el Sol tiene una duración de 13 horas. Y alrededor
del 75% de las estrellas de más de un Gyr (10 millones de años) son menos variables que el
Sol en la escala de tiempo de un tránsito.
El fotómetro debe spacebased para obtener la precisión fotométrica necesitaba ver de forma
fiable un tránsito similar a la Tierra y evitar las interrupciones causadas por los ciclos de
día-noche, los ciclos estacionales y las perturbaciones atmosféricas, tales como, la extinción
asociado con la tierra basada en la observación.
Ampliación de la misión más allá de tres años y medio ofrece para:
La mejora de la señal a ruido mediante la combinación de más tránsito para permitir
la detección de planetas más pequeños
Encontrar planetas en órbitas con períodos mayores
Encontrar planetas alrededor de estrellas que son más ruidosos, ya sea debido a la
débil que sea o haya más variabilidad
Resultados esperados:
Sobre la base de la misión descrita anteriormente, incluidos los supuestos conservadores
acerca de los criterios de detección, la variabilidad estelar, teniendo en cuenta sólo las
órbitas con 4 tránsitos en 3.5 años, etc, y asumiendo que los planetas son comunes
alrededor de otras estrellas como nuestro Sol, entonces esperamos que para detectar :
A los tránsitos de los planetas terrestres en órbitas un año:
Cerca de 50 planetas si la mayoría son del mismo tamaño que la Tierra (R ~ 1.0 Re)
y ninguno más grande,
Cerca de 185 planetas si la mayoría tienen un tamaño de R ~ 1.3 Re,
Alrededor del 12% con dos o más planetas por sistema.
número sustancialmente mayor de los planetas de tamaño terrestre se puede encontrar si se
tiene en cuenta todas las órbitas de unos pocos días a más de un año.
A los tránsitos de los planetas gigantes:
Unos 135 del centro de la órbita de detecciones de planetas,
Las densidades de 35 planetas interiores en órbita, y
Cerca de 30 detecciones exterior órbita del planeta.
Muchos candidatos que podrían ser planetas de periodo corto gigante ya se han detectado.
Estos se están estudiando más para eliminar los falsos positivos.
El tamaño de la muestra de estrellas para esta misión es lo suficientemente grande como
para capturar la riqueza de lo inesperado. En caso de no hacerse la detección, un resultado
nulo todavía sería muy significativo.
Características del sistema:
Spacebased Fotómetro: apertura de 0,95 m
Espejo primario: 1,4 metros de diámetro, el 85% de luz ponderada
Detectores: 95 mega píxeles (21 módulos cada uno con dos sensores CCD de 2200x1024
píxeles)
Paso de banda: desde 430 hasta 890 nm FWHM
Rango dinámico: del 9 al magnitud 16 estrellas
Sensores de Guía Fina: 4 CCD ubicado en la ciencia de plano focal
estabilidad Actitud: <9 mili-segundos de arco, 3 sigma de más de 15 minutos.
Aviónica: Totalmente de bloques redundantes
Ciencias de almacenamiento de datos:> 60 días
Uplink banda X: 7,8125 puntos básicos a 2 kbps
Enlace descendente en banda X: 10 puntos básicos a 16 kbps
Enlace descendente en banda Ka: Hasta 4,33125 Mbps
Fotométrico de un Sigma ruido rendimiento diseñado:
ruido total a la variabilidad estelar de tipo solar y de fotones
disparo del ruido por mv = 12 estrellas: 2x10 <-5
No hay otros mecanismos que una cubierta extraíbles de una sola vez y tres mecanismo de
enfoque para el espejo primario.
Vuelo segmento y la masa del instrumento: 1.071 kg, máximo esperado (10/06)
Vuelo segmento y el poder instrumento: 771 W, máximo esperado (10/06)
Vuelo Segmento de etiquetado
Kepler naves espaciales y Fotómetro
Misión Características:
Continuamente punto en un campo de estrellas único en la región de Cygnus-Lyra, excepto
durante el enlace descendente en banda Ka.
Ruede la nave espacial de 90 grados sobre la línea de visión cada 3 meses para mantener el
sol en los paneles solares y el radiador señaló al espacio profundo.
Monitor de 100.000 estrellas de la secuencia principal de planetas
Misión de vida de 3,5 años prorrogable a por lo menos 6 años
D2925-10L (Delta II) de lanzamiento en una órbita heliocéntrica siguiendo a la Tierra
Científicos del Centro de Operaciones y Gestión de proyectos (operaciones) en el Centro de
Investigación Ames
Gestión de proyectos (de desarrollo) en el Jet Propulsion Laboratory
Vuelo de diseño y fabricación en serie de sesiones de Ball Aerospace & Technologies
Corp.
Misión del Centro de Operaciones en el Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial
(LASP)? Universidad de Colorado
Centro de Datos de Gestión en el Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial
Deep Space Network de telemetría
De rutina en contacto con
Banda X en contacto dos veces por semana para la salud de mando y estado
La banda Ka en contacto con una vez al mes para la ciencia de enlace descendente de datos
Misión Kepler en Facebook:
Oficial Misión Kepler página de Facebook:
http://www.facebook.com/NASAsKeplerMission
Kepler Facebook página mantenida por Arif Solmaz:
http://www.facebook.com/KeplerMission
Fan Page: http://www.facebook.com/NASAKepler