Kepler (avaruusteleskooppi)

Kepler on NASAn avaruusteleskooppi, joka oli tarkoitettu muita tähtiä kiertävien planeettojen etsintään. Kolmen ja puolen vuoden mittaiseksi suunnitellun toimintansa aikana se seurasi jatkuvasti yli 100 000 tähteä ja mittasi niissä tapahtuvia kirkkaudenmuutoksia ennennäkemättömän suurella tarkkuudella. Satelliitti on nimetty saksalaisen tähtitieteilijän, Johannes Keplerin mukaan.

Kepler laukaistiin radalleen Cape Canaveralista Delta II -raketilla 7. maaliskuuta 2009 kello 3:49:57 UTC. Yksi Keplerin neljästä reaktiopyörästä rikkoutui heinäkuussa 2012, mutta se kykeni edelleen toimimaan kolmella jäljelle jäänellä reaktiopyörällä. Toisen reaktiopyörän rikkoutuessa toukokuussa 2013 Kepler meni epäkuntoon, eikä kyennyt enää jatkamaan toimintaansa. Teleskooppi asetettiin lepotilaan kunnes tutkijat päättävät seuraavista toimistaan.

Ensimmäiset viisi Keplerin löytämää planeettaa julkaistiin 4. tammikuuta 2010.. Kepler poistettiin käytöstä marraskuussa 2018.

Toteutus 

Useimmista muista avaruusteleskoopeista poiketen tapaan Kepler ei kierrä Maata tai sijaitse ns. Lagrangen pisteessä, vaan se on ohjattu omalle Aurinkoa kiertävälle radalleen. Teleskooppi katsoo koko ajan taivaalle samaan suuntaan kohti Joutsenen tähdistöä. Tällä Aurinkokunnan tasoon nähden lähes kohtisuoralla suuntauksella varmistetaan, etteivät Maa, Aurinko, Asteroidit tai Kuiperin vyöhykkeen pienkappaleet koskaan kulje teleskoopin editse ja häiritse havaintotoimintaa.

Teknisesti Kepler on avaruuteen sijoitettu Schmidt-teleskooppi, jonka pääpeilin läpimitta on 1,4 metriä ja apertuuri 0,95 metriä. Teleskoopin kuvakenttä on 105 neliöastetta. Tieteellisenä instrumenttina luotaimessa on 42 CCD-kennosta muodostuva fotometri, jonka kukin kenno on mitoiltaan 50×25 millimetriä ja tarkkuudeltaan 2200×1024 pikseliä. Kenno luetaan kolmen sekunnin välein, ja Maahan välitetään ainoastaan niiden pikselien keräämä tieto, joiden kohdalla on tarkkailtava tähti. Tämän vuoksi teleskooppi ei tuota varsinaisia kuvia. Fotometriä jäähdytetään suljettuun kiertoon perustuvalla jäähdytysjärjestelmällä.

Fotometrin keräämä tieto säilötään luotaimessa ja lähetetään Maahan noin kerran kuukaudessa. Tiedonsiirtolinkin nopeus on maksimissaan 4,33125 Mbps.

Satelliitin kokonaismassa on 1 039 kg. Koska Kepler katsoo koko ajan samaan kohtaan taivasta, sen mekaaninen rakenne on varsin yksinkertainen eikä siinä asennonsäätöön käytettäviä reaktiopyöriä lukuun ottamatta ole liikkuvia osia. Asennonsäätö itsessään on tarpeen, jotta Aurinko pysyy luotaimen aurinkopaneelien puolella ja CCD:n jäähdytyslaitteisto Auringosta poispäin. Luotaimen kokonaistehonkulutus on 771 W.

Kepler on osa NASAn Discovery program -avaruusohjelmaa, johon kuuluu useita tieteellisiä satelliitteja, joiden suunnittelussa on pyritty tuottamaan tarkoin suunniteltu tutkimusväline verraten alhaisin kustannuksin.

Tiede 

Kepler-ohjelman tieteellinen mielenkiinto kohdistuu erityisesti eksoplaneettojen etsintään. Erityisiä odotuksia kohdistuu maankaltaisten planeettojen löytymiseen, sillä näiden etsimiseen se on paras olemassa oleva instrumentti. Teknisesti Keplerin suorittama planeettojen etsintä perustuu ylikulkuihin, eli tähden pieneen himmenemiseen sitä kiertävän planeetan kulkiessa tähden editse. Kaikkiaan teleskoopin keskeisiä tehtäviä ovat seuraavat:

 Määrittää, kuinka yleisiä maankaltaiset planeetat ovat tähtien elinkelpoisilla vyöhykkeillä
 Määrittää näiden planeettojen ratojen koko- ja muotojakaumat
 Arvioida, kuinka yleisiä planeetat ovat usean tähden systeemeissä
 Selvittää lyhytjaksoisten jättiläisplaneettojen kokoja, massoja, heijastavuuksia ja tiheyksiä
 Etsiä jo tunnetuista planeettakunnista uusia, vielä tuntemattomia planeettoja
 Määrittää planeettakuntien keskustähtien fysikaalisia ominaisuuksia

Keplerin tuottamaa dataa tullaan käyttämään myös muuttuviin tähtiin kohdistuvassa tutkimuksessa sekä astroseismologiassa.

Lähteet

Aiheesta muualla 

 
 
 
 
 

Avaruusteleskoopit
Eksoplaneettatutkimus
Vuoden 2009 avaruustoiminta