简介

任务目的

探测方式

特点

仪器构成及系统性能：

简介

（KEPLER）是世界首个用于探测太阳系外类地行星的飞行器，于美国东部时间2009年3月6日22时49分57秒465毫秒（北京时间7日11时49分57秒465毫秒），从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地17-B发射台发射升空，它将是美国宇航局发射的首颗探测类地行星的探测器。在为期至少3年半的任务期内，“开普勒”太空望远镜将对天鹅座和天琴座中大约10万个恒星系统展开观测，以寻找类地行星和生命存在的迹象。 美国航天局公布的资料显示，“开普勒”太空望远镜携带的光度计装备有直径为95厘米的透镜，它将通过观测行星的“凌日”现象搜寻太阳系外类地行星。

这次发射是“德尔塔”系列运载火箭第339次发射。

任务目的

开普勒探测器计划对银河系内10万多颗恒星进行探测，希望搜寻到能够支持生命体存在的类地行星。

一、测定在多样性光谱型恒星适宜居住区域内部或周围的陆地行星和大型行星数量

这一行星测定数据源自行星的数量和大小，以及被监控恒星的数量和光谱类型。即使开普勒探测器发现这一数据为零，也具有很重要的科学意义，毕竟证实了更多数目的恒星体系经过了搜索勘测，排除了可能出现适宜居住行星的可能性。

二、测定不同体积大小行星的分布，以及行星的半长轴（semimajor axes）

测定不同体积大小行星的分布状况主要源自观测该行星微弱光亮的递减度和所在恒星体系的特征。

基于开普勒第三定律，通过测定恒星的质量和周期年龄特征，可进一步确定行星半长轴相应的数据资料。据悉，开普勒第三定律的内容是：行星距离太阳越远，行星的受力越弱，行星的加速度减小，故运行得越慢，行星的公转周期就越长。行星半长轴还可通过地面分光镜和恒星模型的观测结果得出，测定行星半长轴出现的不确定因素是与所在恒星体系中中心恒星质量有关。

三、评估多恒星体系中行星的数量和行星的轨道分布状况

这项评估可对比一对多恒星体系中发现行星系统的数量来实现，如果该多恒星体系是紧密地结合在一起，或者是可通过高角分辨率观测的较广阔空间体系，使用地面上的分光镜仪器便可观测这样的多恒星体系。

四、测定短周期巨行星的密度、质量、体积大小、反照率、半长轴

短周期巨行星可通过它们的反射光变化来探测发现，同样，它们的半长轴测定也是源自于使用开普勒第三定律测定恒星的质量和周期年龄特征。

凌日行星（planetary transit）的数量占已测定一定大小行星数量的10%。据悉，凌日是内行星经过恒星面的一种天文现象。如果这两颗行星的一颗恰好从地球与太阳之间经过，地球上的观察者就会看到有一个黑点从太阳圆面通过，需时大约为一个多小时，人们把这种现象称为凌日。

按照探测计划，开普勒探测器在探测任务的最初几个月内将发现一定数量的短周期巨行星，并测定这些行星的大小、半长轴，通过反射光调制振幅的测定来确定其反照率，行星的密度由开普勒探测器的分光镜和该行星出现凌日现象时进行测定，该方法曾在测定HD209458b行星密度时使用过。

五、使用互补技术，测量每个光度角度识别发现的行星系统中额外的行星数量

使用空间干涉仪（SIM）和地面多普勒分光镜来搜寻未出现凌日现象的超大质量行星，进一步提供每个已探测行星系统的详细资料。

六、探测具有行星系统的恒星的性质特征

科学家使用地面观测仪器探测每个恒星的光谱类型、发光度等级和金属性，此外，还有恒星的旋转比率、表面亮度多相性，从光度计数据直接获得的恒星活动性。使用开普勒探测器震观测仪（asteroseismology）等仪器测定恒星的年龄和质量。

未来的探测任务

基于开普勒探测器的勘测分析结果，未来空间干涉仪（SIM）和“类地行星搜索者号”（TPF）探测器将进行更深入的类地行星的探索发现，据悉，“类地行星搜索者号”预定2011年升空。

在开普勒探测器的基础上，未来的探测任务还需要具备以下勘测条件：在日后的行星搜索项目中识别确定主恒星的常用恒星特征；确定需要进行搜寻的空间体积；向空间干涉仪（SIM）提供具有陆生行星体系的勘测目标列表。

探测方式

“凌日”是指在观测者看来，行星从其母恒星前面经过的现象。比如在地球上可以观测到水星凌日或金星凌日，这时人们看到太阳表面上仿佛有个小黑点在缓缓移动。同样，观测其他恒星系统时也会看到凌日现象，“开普勒”便是通过相关观测数据来计算行星的特点。

“开普勒”可以测量凌日行星的公转周期，据此可大致计算出行星轨道大小；“开普勒”号还可以观测到凌日深度（恒星亮度减弱的程度），据此计算出行星的大小。对于行星的母恒星，可以根据其光谱、光度等参数估算其质量。综合这些数据，可以推测一颗行星是否适合生命存在。

“开普勒”观测的目标区域位于银河系中的天鹅座和天琴座一带，因为这个方向上的观测较少受太阳等天体影响，有利于持续观测。此外，这一区域内也存在较多的恒星及附属行星。

特点

1、开普勒望远镜是世界是第一个真正能发现类地行星的太空任务，它将发现宜居住区围绕像我们太阳似的恒星运转的行星。水是生命之本，此宜居住区得是恒星周围适合于水存在的一片温度适宜的区域，在这种温度下的行星表面可能会有水池存在。

2、在开普勒望远镜三年半多的任务结束之前，它将让我们更好地了解其它类地行星在我们银河系到底是多还是少。这将是回答一个长久问题的关键一步，此问题就是：我们是宇宙中惟一的么？

3、开普勒望远镜通过发现恒星亮度周期性变暗来探测太阳系外行星。 当我们从地球上某个位置来观察天空时，如果有行星经过其母恒星的前面，就能发现此行星会导致其母恒星亮度稍微变暗。开普勒望远镜更能洞悉这一情况。

4、开普勒望远具有太空最大的照相机，有一个95兆像素的电荷偶合器（CCD）阵列，这就像我们日常使用的数码相机中的CCD一样。

5、开普勒望远镜如此强大，以至于它从太空观察地球时，能发现居住在小镇上的人在夜里关掉他家的门廊灯。

6、开普勒太空望远镜定位在地-日系统的第二拉格朗日点，围绕太阳运转，所以可以全时段检测目标天区。

7、观测目标远离黄道面，可避免太阳系天体掩食的干扰。

仪器构成及系统性能：

1、太空分光计：0.95米孔径；

2、主镜：直径1.4米，85%的中空结构；

3、CCD探测镜：9500万像素（42个2200x1024象素的电子耦合器）；

4、带通：峰值半高宽为430-890毫微米；

5、动态探测范围：9-16个星等（magnitude stars）；

6、优质制导传感器：4个电子耦合器（CCDs）定位在科学焦点平面上；

7、科学数据存储时间：大于60天；

8、上行X波段：7.8125 bps －2kbps；

9、下行X波段：10 bps－16kbps；

10、下行Ka波段：最大值为4.33125 Mbps；

11、除一次性装置之外，所有机械装置表面都有覆盖层，主镜有三个聚焦装置；

12、飞行组件和装配仪器的质量：1071公斤（预计最大值）；

13、飞行组件和装配仪器的功率：771瓦（预计最大值）