開(kāi)普勒太空望遠(yuǎn)鏡（Kepler Mission），是美國(guó)國(guó)家航空航天局設(shè)計(jì)來(lái)發(fā)現(xiàn)環(huán)繞著其他恒星之類(lèi)地行星的太空望遠(yuǎn)鏡。

運(yùn)行歷史

使用NASA發(fā)展的太空光度計(jì)，在繞行太陽(yáng)的軌道上，觀測(cè)10萬(wàn)顆恒星的光度，檢測(cè)是否有行星凌星的現(xiàn)象（以凌日的方法檢測(cè)行星）。為了尊崇德國(guó)天文學(xué)家約翰內(nèi)斯·開(kāi)普勒，這個(gè)任務(wù)被稱(chēng)為開(kāi)普勒太空望遠(yuǎn)鏡。開(kāi)普勒是NASA低成本的發(fā)現(xiàn)計(jì)劃聚焦在科學(xué)上的任務(wù)。NASA的艾美斯研究中心是這個(gè)任務(wù)的主管機(jī)關(guān)，提供主要的研究人員并負(fù)責(zé)地面系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)、任務(wù)的執(zhí)行和科學(xué)資料的分析。

2013年5月，開(kāi)普勒空間望遠(yuǎn)鏡的反應(yīng)輪發(fā)生重大故障，無(wú)法設(shè)定望遠(yuǎn)鏡方向，正常的觀測(cè)工作基本停止。在經(jīng)過(guò)數(shù)個(gè)月的努力后，美國(guó)航天局于8月15日宣布放棄修復(fù)“開(kāi)普勒”?！伴_(kāi)普勒”由此結(jié)束搜尋太陽(yáng)系外類(lèi)地行星的主要任務(wù)，但它仍可能被用于其他科研工作。

2018年7月，由于燃料即將耗盡，開(kāi)普勒已開(kāi)啟休眠模式，休眠時(shí)間將持續(xù)到2018年8月初。

2018年10月30日，美國(guó)航天局宣布，開(kāi)普勒太空望遠(yuǎn)鏡耗盡燃料并正式退役。

儀器介紹

開(kāi)普勒太空望遠(yuǎn)鏡（KEPLER）又譯為開(kāi)普勒空間望遠(yuǎn)鏡，是世界首個(gè)用于探測(cè)太陽(yáng)系外類(lèi)地行星的飛行器，于美國(guó)東部時(shí)間2009年3月6日22時(shí)49分57秒465毫秒（北京時(shí)間7日11時(shí)49分57秒465毫秒），從佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角空軍基地17-B發(fā)射臺(tái)發(fā)射升空，它將是美國(guó)宇航局發(fā)射的首顆探測(cè)類(lèi)地行星的探測(cè)器。在為期至少3年半的任務(wù)期內(nèi)，“開(kāi)普勒”太空望遠(yuǎn)鏡將對(duì)天鵝座和天琴座中大約10萬(wàn)個(gè)恒星系統(tǒng)展開(kāi)觀測(cè)，以尋找類(lèi)地行星和生命存在的跡象。美國(guó)航天局公布的資料顯示，“開(kāi)普勒”太空望遠(yuǎn)鏡攜帶的光度計(jì)裝備有直徑為95厘米的透鏡，它將通過(guò)觀測(cè)行星的“凌日”現(xiàn)象搜尋太陽(yáng)系外類(lèi)地行星。

這次發(fā)射是“德?tīng)査毕盗羞\(yùn)載火箭第339次發(fā)射。

構(gòu)造性能

1、太空分光計(jì)：0.95米孔徑；

2、主鏡：直徑1.4米，85%的中空結(jié)構(gòu)；

3、CCD探測(cè)鏡：9500萬(wàn)像素（42個(gè)2200x1024象素的電子耦合器）；

4、帶通：峰值半高寬為430-890毫微米；

5、動(dòng)態(tài)探測(cè)范圍：9-16個(gè)星等（magnitudestars）；

6、優(yōu)質(zhì)制導(dǎo)傳感器：4個(gè)電子耦合器（CCDs）定位在科學(xué)焦點(diǎn)平面上；

7、科學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)間：大于60天；

8、上行X波段：7.8125bps－2kbps；

9、下行X波段：10bps－16kbps；

10、下行Ka波段：最大值為4.33125Mbps；

11、除一次性裝置之外，所有機(jī)械裝置表面都有覆蓋層，主鏡有三個(gè)聚焦裝置；

12、飛行組件和裝配儀器的質(zhì)量：1071公斤（預(yù)計(jì)最大值）；

13、飛行組件和裝配儀器的功率：771瓦（預(yù)計(jì)最大值）

運(yùn)行軌道

開(kāi)普勒不在環(huán)繞地球的軌道上，而是在尾隨地球的太陽(yáng)軌道，所以不會(huì)被地球遮蔽而能持續(xù)的觀測(cè)，光度計(jì)也不會(huì)受到來(lái)自地球的漫射光線影響。這樣的軌道避免了重力攝動(dòng)和在地球的軌道上固有扭矩，可以有一個(gè)更加穩(wěn)定的觀測(cè)平臺(tái)。光度計(jì)指向天鵝座和天琴座所在的領(lǐng)域，遠(yuǎn)離了黃道平面，所以在繞行太陽(yáng)的軌道上，陽(yáng)光也不會(huì)滲漏入光度計(jì)內(nèi)。天鵝座也不會(huì)被古柏帶或小行星帶的天體遮蔽到，所以在觀測(cè)上是一個(gè)很好的選擇。

這樣選擇的另一個(gè)好處是開(kāi)普勒所指向的方向是太陽(yáng)系繞著銀河系運(yùn)動(dòng)的中心，因此開(kāi)普勒所觀察到的恒星與銀河中心的距離大致上與太陽(yáng)系是相同的，并且也都靠近銀河的盤(pán)面。這是個(gè)很重要的事實(shí)，如果星系也有適居帶的位置，就如同建議的地球殊異假說(shuō)。

任務(wù)目的

開(kāi)普勒探測(cè)器計(jì)劃對(duì)銀河系內(nèi)10萬(wàn)多顆恒星進(jìn)行探測(cè)，希望搜尋到能夠支持生命體存在的類(lèi)地行星。

一、測(cè)定在多樣性光譜型恒星適宜居住區(qū)域內(nèi)部或周?chē)年懙匦行呛痛笮托行菙?shù)量

這一行星測(cè)定數(shù)據(jù)源自行星的數(shù)量和大小，以及被監(jiān)控恒星的數(shù)量和光譜類(lèi)型。即使開(kāi)普勒探測(cè)器發(fā)現(xiàn)這一數(shù)據(jù)為零，也具有很重要的科學(xué)意義，畢竟證實(shí)了更多數(shù)目的恒星體系經(jīng)過(guò)了搜索勘測(cè)。排除了可能出現(xiàn)適宜居住行星的可能性。

二、測(cè)定不同體積大小行星的分布，以及行星的半長(zhǎng)軸（semimajor axes）

測(cè)定不同體積大小行星的分布狀況主要源自觀測(cè)該行星微弱光亮的遞減度和所在恒星體系的特征。

基于開(kāi)普勒第三定律，通過(guò)測(cè)定恒星的質(zhì)量和周期年齡特征，可進(jìn)一步確定行星半長(zhǎng)軸相應(yīng)的數(shù)據(jù)資料。據(jù)悉，開(kāi)普勒第三定律的內(nèi)容是：行星距離太陽(yáng)越遠(yuǎn)，行星的受力越弱，行星的加速度減小，故運(yùn)行得越慢，行星的公轉(zhuǎn)周期就越長(zhǎng)。行星半長(zhǎng)軸還可通過(guò)地面分光鏡和恒星模型的觀測(cè)結(jié)果得出，測(cè)定行星半長(zhǎng)軸出現(xiàn)的不確定因素是與所在恒星體系中中心恒星質(zhì)量有關(guān)。

三、評(píng)估多恒星體系中行星的數(shù)量和行星的軌道分布狀況

這項(xiàng)評(píng)估可對(duì)比一對(duì)多恒星體系中發(fā)現(xiàn)行星系統(tǒng)的數(shù)量來(lái)實(shí)現(xiàn)，如果該多恒星體系是緊密地結(jié)合在一起，或者是可通過(guò)高角分辨率觀測(cè)的較廣闊空間體系，使用地面上的分光鏡儀器便可觀測(cè)這樣的多恒星體系。

四、測(cè)定短周期巨行星的密度、質(zhì)量、體積大小、反照率、半長(zhǎng)軸

短周期巨行星可通過(guò)它們的反射光變化來(lái)探測(cè)發(fā)現(xiàn)，同樣，它們的半長(zhǎng)軸測(cè)定也是源自于使用開(kāi)普勒第三定律測(cè)定恒星的質(zhì)量和周期年齡特征。

凌日行星（planetary transit）的數(shù)量占已測(cè)定一定大小行星數(shù)量的10%。在太陽(yáng)系內(nèi)，凌日是內(nèi)行星經(jīng)過(guò)太陽(yáng)與地球之間，對(duì)太陽(yáng)面產(chǎn)生部分遮擋的一種天文現(xiàn)象。如果這兩顆內(nèi)行星的一顆恰好從地球與太陽(yáng)之間經(jīng)過(guò)，地球上的觀察者就會(huì)看到有一個(gè)黑點(diǎn)從太陽(yáng)圓面通過(guò)，需時(shí)大約為一個(gè)多小時(shí)，人們把這種現(xiàn)象稱(chēng)為凌日。對(duì)于太陽(yáng)系外的恒星而言，凌日則是指該恒星的行星經(jīng)過(guò)該恒星和地球的連線之間，對(duì)地球觀察者產(chǎn)生部分遮掩恒星的天文現(xiàn)象。

按照探測(cè)計(jì)劃，開(kāi)普勒探測(cè)器在探測(cè)任務(wù)的最初幾個(gè)月內(nèi)將發(fā)現(xiàn)一定數(shù)量的短周期巨行星，并測(cè)定這些行星的大小、半長(zhǎng)軸，通過(guò)反射光調(diào)制振幅的測(cè)定來(lái)確定其反照率，行星的密度由開(kāi)普勒探測(cè)器的分光鏡和該行星出現(xiàn)凌日現(xiàn)象時(shí)進(jìn)行測(cè)定，該方法曾在測(cè)定HD209458b行星密度時(shí)使用過(guò)。

五、使用互補(bǔ)技術(shù)，測(cè)量每個(gè)光度角度識(shí)別發(fā)現(xiàn)的行星系統(tǒng)中額外的行星數(shù)量

使用空間干涉儀（SIM）和地面多普勒分光鏡來(lái)搜尋未出現(xiàn)凌日現(xiàn)象的超大質(zhì)量行星，進(jìn)一步提供每個(gè)已探測(cè)行星系統(tǒng)的詳細(xì)資料。

六、探測(cè)具有行星系統(tǒng)的恒星的性質(zhì)特征

科學(xué)家使用地面觀測(cè)儀器探測(cè)每個(gè)恒星的光譜類(lèi)型、發(fā)光度等級(jí)和金屬性，此外，還有恒星的旋轉(zhuǎn)比率、表面亮度多相性，從光度計(jì)數(shù)據(jù)直接獲得的恒星活動(dòng)性。使用開(kāi)普勒探測(cè)器震觀測(cè)儀（asteroseismology）等儀器測(cè)定恒星的年齡和質(zhì)量。

未來(lái)的探測(cè)任務(wù)

基于開(kāi)普勒探測(cè)器的勘測(cè)分析結(jié)果，未來(lái)空間干涉儀（SIM）和“類(lèi)地行星搜索者號(hào)”（TPF）探測(cè)器將進(jìn)行更深入的類(lèi)地行星的探索發(fā)現(xiàn)，據(jù)悉，“類(lèi)地行星搜索者號(hào)”預(yù)定2011年升空。

在開(kāi)普勒探測(cè)器的基礎(chǔ)上，未來(lái)的探測(cè)任務(wù)還需要具備以下勘測(cè)條件：在日后的行星搜索項(xiàng)目中識(shí)別確定主恒星的常用恒星特征；確定需要進(jìn)行搜尋的空間體積；向空間干涉儀（SIM）提供具有陸生行星體系的勘測(cè)目標(biāo)列表。

外星搜尋

太陽(yáng)系外行星搜尋史

年份 名稱(chēng) 國(guó)家 成就

1987 利克-卡內(nèi)基行星搜尋 美國(guó) 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了幾百顆系外行星

1990 哈勃空間望遠(yuǎn)鏡 美國(guó) 最早用直接成像法發(fā)現(xiàn)了北落師門(mén)周?chē)男行?/p>

1993 ELODIE、SOPHIE光譜儀 法國(guó) 在類(lèi)太陽(yáng)恒星周?chē)l(fā)現(xiàn)了第一行星

1998 英澳系外行星搜尋 英國(guó)、澳大利亞 截止2012已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了29顆行星

2002 麥哲倫望遠(yuǎn)鏡 智利 截止2010已經(jīng)發(fā)現(xiàn)9顆系外行星

2003 MOST 加拿大 研究行星在凌日期間的大氣變化

2003 斯皮策望遠(yuǎn)鏡 美國(guó) 捕捉系外行星發(fā)出的紅外輻射

2003 HARPS 歐洲 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了約150顆圍繞類(lèi)太陽(yáng)恒星公轉(zhuǎn)的系外行星

2006 COROT 法國(guó) 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)約20顆系外行星

2009 開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡 美國(guó) 用于搜尋類(lèi)地行星

探測(cè)原理

開(kāi)普勒是一架太空望遠(yuǎn)鏡，在設(shè)計(jì)上用于探測(cè)遙遠(yuǎn)恒星以確定類(lèi)地行星具有多高的普遍性。開(kāi)普勒將利用“凌日法”對(duì)行星進(jìn)行間接探測(cè)。除了揭示一顆行星的存在外，這種光信號(hào)也能告訴我們這顆行星的體積以及運(yùn)行軌道。在此之后，科學(xué)家將利用其它測(cè)量手段確定所發(fā)現(xiàn)的每一顆行星是否位于適于生命居住的區(qū)域，或者說(shuō)測(cè)量這顆行星與其所繞恒星之間的距離，以確定其表面是否存在液態(tài)水。

其探測(cè)行星的原理是：當(dāng)恒星系統(tǒng)中的行星運(yùn)行到開(kāi)普勒號(hào)與恒星之間時(shí)，由于行星的遮擋，開(kāi)普勒號(hào)光度計(jì)傳感器接收到的恒星亮度會(huì)變?nèi)?。地面科學(xué)家可以根據(jù)恒星亮度的這種周期性的微弱變化來(lái)推算出行星的大小和軌道周期等數(shù)據(jù)。開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡能探測(cè)到的這種亮度微弱變化可以小到百萬(wàn)分之十左右。這一技術(shù)方法已經(jīng)被科學(xué)家采用了大約十年，并幫助了天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了300多顆較大的行星。而開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡將目標(biāo)對(duì)準(zhǔn)更小的行星，像地球一般大的宜居住行星，它們都圍繞其母恒星運(yùn)轉(zhuǎn)。

探測(cè)方式

“凌日”是指在觀測(cè)者看來(lái)，行星從其母恒星前面經(jīng)過(guò)的現(xiàn)象。比如在地球上可以觀測(cè)到水星凌日或金星凌日，這時(shí)人們看到太陽(yáng)表面上仿佛有個(gè)小黑點(diǎn)在緩緩移動(dòng)。同樣，觀測(cè)其他恒星系統(tǒng)時(shí)也會(huì)看到凌日現(xiàn)象，“開(kāi)普勒”便是通過(guò)相關(guān)觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算行星的特點(diǎn)。

“開(kāi)普勒”可以測(cè)量凌日行星的公轉(zhuǎn)周期，據(jù)此可大致計(jì)算出行星軌道大小；“開(kāi)普勒”號(hào)還可以觀測(cè)到凌日深度（恒星亮度減弱的程度），據(jù)此計(jì)算出行星的大小。對(duì)于行星的母恒星，可以根據(jù)其光譜、光度等參數(shù)估算其質(zhì)量。綜合這些數(shù)據(jù)，可以推測(cè)一顆行星是否適合生命存在。

“開(kāi)普勒”觀測(cè)的目標(biāo)區(qū)域位于銀河系中的天鵝座和天琴座一帶，因?yàn)檫@個(gè)方向上的觀測(cè)較少受太陽(yáng)等天體影響，有利于持續(xù)觀測(cè)。此外，這一區(qū)域內(nèi)也存在較多的恒星及附屬行星。

任務(wù)詳情

開(kāi)普勒不在環(huán)繞地球的軌道上，而是在尾隨地球的太陽(yáng)軌道上，所以不會(huì)被地球遮蔽而能持續(xù)的觀測(cè)，光度計(jì)也不會(huì)受到來(lái)自地球的漫射光線影響。這樣的軌道避免了重力攝動(dòng)和在地球的軌道上固有扭矩，可以有一個(gè)更加穩(wěn)定的觀測(cè)平臺(tái)。光度計(jì)指向天鵝座和天琴座所在的領(lǐng)域，遠(yuǎn)離了黃道平面，所以在繞行太陽(yáng)的軌道上，陽(yáng)光也不會(huì)滲漏入光度計(jì)內(nèi)。天鵝座也不會(huì)被古柏帶或小行星帶的天體遮蔽到，所以在觀測(cè)上是一個(gè)很好的選擇。

這樣選擇的另一個(gè)好處是開(kāi)普勒所指向的方向是太陽(yáng)系繞著銀河系運(yùn)動(dòng)的中心，因此開(kāi)普勒所觀察到的恒星與銀河中心的距離大致上與太陽(yáng)系是相同的，并且也都靠近銀河的盤(pán)面。這是個(gè)很重要的事實(shí)，如果星系也有適居帶的位置，就如同建議的地球殊異假說(shuō)。

估計(jì)太空船的質(zhì)量是1039公斤，口徑是0.95米，主鏡（在地球軌道之外最大的鏡片）1.4米，視野（FOV）有105 deg2（大約12度的直徑），大約是胳膊伸直時(shí)一個(gè)拳頭遮蔽的視野。光度計(jì)有一個(gè)柔軟的焦點(diǎn)提供良好的光度測(cè)量，而不是清晰的圖像。結(jié)合的光度差異精確性（CDPP，combined differential photometric precision），對(duì)一顆m（V）=12類(lèi)似太陽(yáng)的恒星，進(jìn)行6.5小時(shí)的影像綜合是20ppm，已包括恒星本身預(yù)期可能的10ppm光度變化。而一顆類(lèi)似地球的行星凌星造成的光度變化是84ppm，而且軌道經(jīng)過(guò)恒星中心時(shí)至少將持續(xù)13小時(shí)。焦平面由42個(gè)1024X2200的CCD組成，每個(gè)畫(huà)素的大小是27微米，是發(fā)射至太空中最大的照相機(jī)。這個(gè)陣列由一條連結(jié)到外面的熱導(dǎo)管來(lái)冷卻。CCD每3秒中讀出一次資料，并且可以暫留15分鐘，只有對(duì)應(yīng)到有興趣目標(biāo)恒星畫(huà)素的資料才會(huì)被保存，并透過(guò)遙測(cè)傳回到地面。這個(gè)任務(wù)在生命周期中，包括持3.5年的運(yùn)作，估計(jì)要花費(fèi)6億美金。

據(jù)美國(guó)宇航局網(wǎng)站最近報(bào)道，美國(guó)宇航局在搜尋系外行星方面正迎來(lái)兩個(gè)里程碑式的事件。首先持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)3年半的開(kāi)普勒太空望遠(yuǎn)鏡圓滿(mǎn)地完成了其主任務(wù)期；另一方面，這一功勛卓著的太空望遠(yuǎn)鏡設(shè)備即將開(kāi)始其延長(zhǎng)任務(wù)期，該延長(zhǎng)任務(wù)期將持續(xù)4年。

任務(wù)運(yùn)作

開(kāi)普勒太空望遠(yuǎn)鏡由外面位于科羅拉多州波爾德市的大氣和太空物理實(shí)驗(yàn)室（LASP）負(fù)責(zé)運(yùn)作。太陽(yáng)陣列在每年位于分至點(diǎn)時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)至正對(duì)著太陽(yáng)的方向，這些轉(zhuǎn)動(dòng)將用來(lái)優(yōu)化照射到陣列上的陽(yáng)光，并使熱輻射器保持指向深太空的方向。同時(shí)，LASP和貝爾太空科技公司（該公司負(fù)責(zé)建造太空船和儀器）從位于科羅拉多州波爾德市的科羅拉多大學(xué)的控制中心進(jìn)行操作。LASP進(jìn)行基本的任務(wù)計(jì)劃和科學(xué)資料最初的收集和分發(fā)工作。

NASA每星期兩次透過(guò)X-波段的通信線路與太空船聯(lián)系，下達(dá)指令和進(jìn)行狀態(tài)更新，每個(gè)月一次使用Ka帶下載科學(xué)性的數(shù)據(jù)，傳輸?shù)淖畲笏俾适?.33Mb/s。開(kāi)普勒太空船在船上會(huì)自己進(jìn)行部分的資料分析，只在必要時(shí)才會(huì)傳送科學(xué)性的數(shù)據(jù)，以保持帶寬。

在任務(wù)期間由LASP收集的遙測(cè)科學(xué)資料會(huì)被送至位于馬里蘭州巴爾的摩約翰霍普金斯大學(xué)校園內(nèi)的太空望遠(yuǎn)鏡技術(shù)學(xué)院開(kāi)普勒數(shù)據(jù)管理中心（DMC）。這些遙測(cè)科學(xué)資料會(huì)被解碼并且處理成未校正的FITS－并由DMC格式化成科學(xué)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，然后通過(guò)在NASA的艾美斯研究中心的科學(xué)操作中心（SOC）進(jìn)行校正和最后的處理。SOC將送回校正和處理好的數(shù)據(jù)產(chǎn)品和科學(xué)結(jié)果給DMC做長(zhǎng)期的歸檔和經(jīng)由在STScl的多任務(wù)檔案（MAST）分送給世界各地的天文學(xué)家。

產(chǎn)品特點(diǎn)

1、開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡是世界是第一個(gè)真正能發(fā)現(xiàn)類(lèi)地行星的太空任務(wù)，它將發(fā)現(xiàn)宜居住區(qū)圍繞像我們太陽(yáng)似的恒星運(yùn)轉(zhuǎn)的行星。水是生命之本，此宜居住區(qū)得是恒星周?chē)m合于水存在的一片溫度適宜的區(qū)域，在這種溫度下的行星表面可能會(huì)有水池存在。

2、在開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡三年半多的任務(wù)結(jié)束之前，它將讓我們更好地了解其它類(lèi)地行星在我們銀河系到底是多還是少。這將是回答一個(gè)長(zhǎng)久問(wèn)題的關(guān)鍵一步，此問(wèn)題就是：我們是宇宙中惟一的么？

3、開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡通過(guò)發(fā)現(xiàn)恒星亮度周期性變暗來(lái)探測(cè)太陽(yáng)系外行星。當(dāng)我們從地球上某個(gè)位置來(lái)觀察天空時(shí)，如果有行星經(jīng)過(guò)其母恒星的前面，就能發(fā)現(xiàn)此行星會(huì)導(dǎo)致其母恒星亮度稍微變暗。開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡更能洞悉這一情況。

4、開(kāi)普勒望遠(yuǎn)具有太空最大的照相機(jī)，有一個(gè)95兆像素的電荷偶合器（CCD）陣列，這就像我們?nèi)粘Ｊ褂玫臄?shù)碼相機(jī)中的CCD一樣。

5、開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡如此強(qiáng)大，以至于它從太空觀察地球時(shí)，能發(fā)現(xiàn)居住在小鎮(zhèn)上的人在夜里關(guān)掉他家的門(mén)廊燈。

6、開(kāi)普勒太空望遠(yuǎn)鏡定位在地-日系統(tǒng)的第二拉格朗日點(diǎn)，圍繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)，所以可以全時(shí)段檢測(cè)目標(biāo)天區(qū)。

7、觀測(cè)目標(biāo)遠(yuǎn)離黃道面，可避免太陽(yáng)系天體掩食的干擾。

構(gòu)成及性能

儀器構(gòu)成及系統(tǒng)性能

1、太空分光計(jì)：0.95米孔徑；

2、主鏡：直徑1.4米，85%的中空結(jié)構(gòu)；

3、CCD探測(cè)鏡：9500萬(wàn)像素（42個(gè)2200x1024象素的電子耦合器）；

4、帶通：峰值半高寬為430-890毫微米；

5、動(dòng)態(tài)探測(cè)范圍：9-16個(gè)星等（magnitude stars）；

6、優(yōu)質(zhì)制導(dǎo)傳感器：4個(gè)電子耦合器（CCDs）定位在科學(xué)焦點(diǎn)平面上；

7、科學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)間：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：最大值為4.33125 Mbps；

11、除一次性裝置之外，所有機(jī)械裝置表面都有覆蓋層，主鏡有三個(gè)聚焦裝置；

12、飛行組件和裝配儀器的質(zhì)量：1071公斤（預(yù)計(jì)最大值）；

13、飛行組件和裝配儀器的功率：771瓦（預(yù)計(jì)最大值）

主要里程碑

開(kāi)普勒空間望遠(yuǎn)鏡是美國(guó)宇航局首個(gè)能夠搜尋圍繞類(lèi)太陽(yáng)恒星運(yùn)行的地球大小系外行星的探測(cè)項(xiàng)目，其迄今經(jīng)歷的重要里程碑式事件有：發(fā)生升空；發(fā)現(xiàn)首顆系外行星；發(fā)現(xiàn)質(zhì)量和直徑都最小的系外行星；發(fā)現(xiàn)首個(gè)6行星系統(tǒng)；發(fā)現(xiàn)首個(gè)圍繞兩個(gè)太陽(yáng)運(yùn)行的行星；發(fā)現(xiàn)位于宜居帶中，圍繞一顆類(lèi)太陽(yáng)恒星運(yùn)行的最小行星等等。

發(fā)現(xiàn)的新星球

開(kāi)普勒發(fā)現(xiàn)的新星球

Kepler 9b和Kepler 9c：開(kāi)普勒早期的第一批一系列持續(xù)發(fā)現(xiàn)也包括圍繞恒星Kepler-9運(yùn)轉(zhuǎn)的兩顆星球。Kepler 9b和Kepler 9c是開(kāi)普勒探索任務(wù)的第一個(gè)多星球星系。這些土星大小的星球圍繞著它們母星的運(yùn)轉(zhuǎn)周期大約為19天和38天。第三顆超級(jí)地球大小的星球隨后也被確認(rèn)存在于這個(gè)星系中。

Kepler-10b

開(kāi)普勒太空望遠(yuǎn)鏡一直都在尋找最像地球的星球。Kepler-10b是第一個(gè)被確認(rèn)為類(lèi)似我們地球的巖石星球。這顆星球的半徑大約是地球的1.4倍而且圍繞它的母星運(yùn)轉(zhuǎn)周期不足一天。開(kāi)普勒的超精準(zhǔn)測(cè)量能夠確定這顆星球的質(zhì)量是地球的4.6倍，這就使它在密度上類(lèi)似于鐵質(zhì)啞鈴。考慮到它的構(gòu)成而且它極為貼近母星，一些科學(xué)家認(rèn)為開(kāi)普勒-10b更像一顆超級(jí)水星而不是地球雙胞胎。

Kepler-22b

這顆星球距離地球600光年而且半徑為地球的2.4倍，圍繞著一顆太陽(yáng)一樣的恒星運(yùn)轉(zhuǎn)。此外它的一年大約為290天，比我們的地球稍短?？茖W(xué)家們并不知道它的構(gòu)成，但是如果它有大氣的話，它或許有一個(gè)巨大的海洋而且有可能的存在生命。

Kepler-42

Kepler-42含有有史以來(lái)觀察到的最小太陽(yáng)系。紅矮星周?chē)h(huán)繞著三顆比地球還小的巖石星球，最小的大約只有火星大小。所有這些行星的軌道周期都不足兩天，這就意味著它們?nèi)继珶岫鵁o(wú)法存在任何生命。

開(kāi)普勒22-b、69-c、62-e、62-f

大小合適、位置合適”，美聯(lián)社19日發(fā)文稱(chēng)，開(kāi)普勒-62行星系統(tǒng)距地球約1200光年，位于天琴座。在該系統(tǒng)中，5顆行星圍繞一顆比太陽(yáng)更小、更冷、更老的恒星運(yùn)行，開(kāi)普勒-62e和開(kāi)普勒-62f是其最外圍的兩顆，它們的體積分別為地球的1.6倍和1.4倍，受到的熱量輻射也只是地球的1.2倍和0.4倍，公轉(zhuǎn)周期分別為122天和267天。德國(guó)馬克斯-普朗克天文研究所科學(xué)家說(shuō)，開(kāi)普勒-62e的溫度“可能就像5月的華盛頓”。研究人員猜測(cè)，這兩顆行星主要由巖石或冰構(gòu)成，只有在獲得相關(guān)大氣頻譜特性后，才能清楚它們是否真的“宜居”，“如果上面有生命，肯定非常高級(jí)”。另一顆“新地球”開(kāi)普勒-69c位于開(kāi)普勒-69行星系統(tǒng)，在天鵝座，離地球約2700光年，體積為地球的1.7倍，公轉(zhuǎn)周期為242天，構(gòu)成材質(zhì)尚不確定。除此之外，這兩個(gè)行星系統(tǒng)的其余4顆行星公轉(zhuǎn)周期只有十多天，意味著它們非常熱，不適合人類(lèi)生存。

放棄維修

2013年5月，在搜尋系外行星方面功能最為強(qiáng)大的美國(guó)宇航局開(kāi)普勒空間望遠(yuǎn)鏡發(fā)生重大故障，衛(wèi)星基本停止了正常的觀測(cè)工作，如果宇航局的工程師無(wú)法及時(shí)對(duì)其進(jìn)行修復(fù)，那么這項(xiàng)耗資6億美元的空間項(xiàng)目將有可能提前夭折。

2013年8月19日消息，據(jù)美國(guó)宇航局網(wǎng)站報(bào)道，在經(jīng)過(guò)連續(xù)數(shù)月的分析和測(cè)試之后，美國(guó)宇航局開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)日前正式宣布放棄讓這臺(tái)望遠(yuǎn)鏡重新恢復(fù)到完全工作狀態(tài)的努力，轉(zhuǎn)而考慮在目前的不利條件下，這臺(tái)望遠(yuǎn)鏡設(shè)備還能承擔(dān)何種形式的科學(xué)任務(wù)。

開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)于2012年11月份完成其主要科學(xué)使命，并緊接著開(kāi)始了其原計(jì)劃為期4年的計(jì)劃延長(zhǎng)期。其主要的科學(xué)任務(wù)是搜尋太陽(yáng)系之外圍繞遙遠(yuǎn)恒星運(yùn)行的系外行星體。然而由于已經(jīng)無(wú)法湊齊3個(gè)反應(yīng)輪維持望遠(yuǎn)鏡的正常工作狀態(tài)，項(xiàng)目組決定一邊對(duì)此前已經(jīng)收集的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，一邊由工程師團(tuán)隊(duì)嘗試對(duì)故障反應(yīng)輪進(jìn)行修復(fù)，同時(shí)積極考慮如果維修失敗，這臺(tái)先進(jìn)的空間望遠(yuǎn)鏡是否還仍然可以承擔(dān)一些其它類(lèi)型的科學(xué)任務(wù)。

近況

2013年5月15日，開(kāi)普勒空間望遠(yuǎn)鏡由于反應(yīng)輪故障，無(wú)法設(shè)定望遠(yuǎn)鏡方向，因此被迫停止其搜尋系外行星任務(wù)。故障發(fā)生后，科學(xué)家試圖恢復(fù)望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)能力，但最后的努力沒(méi)有成功，目前只有兩個(gè)反作用輪可以工作，另外兩個(gè)反作用輪在2012年和2013年出現(xiàn)了故障，由此開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡失去了觀測(cè)系外行星的精確度，這不僅讓美國(guó)宇航局損失了一艘觀測(cè)能力極為先進(jìn)的系外行星探測(cè)器，也使得我們發(fā)現(xiàn)類(lèi)地行星的步伐慢了下來(lái)。2013年8月18日，美國(guó)國(guó)家航空航天局表示無(wú)法修復(fù)并啟動(dòng)K2任務(wù)，讓望遠(yuǎn)鏡在地球公轉(zhuǎn)的黃道平面上即借助太陽(yáng)光子產(chǎn)生的作用力調(diào)整望遠(yuǎn)鏡姿態(tài)，仍能繼續(xù)執(zhí)行觀測(cè)任務(wù)。對(duì)于新賦予的K2任務(wù)，科學(xué)家認(rèn)為探測(cè)器可以沿著黃道面運(yùn)行，每年大約對(duì)四到五個(gè)目標(biāo)天體進(jìn)行深入觀測(cè)，所謂的黃道面為地球公轉(zhuǎn)的軌道平面，處于該軌道上時(shí)開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡可以獲得穩(wěn)定的光壓，也就是太陽(yáng)光子對(duì)探測(cè)器產(chǎn)生的作用力，這有助于探測(cè)器維持較好的觀測(cè)穩(wěn)定度，以彌補(bǔ)反作用輪故障所造成的指向精度下降，但每次任務(wù)周期被限定在75天，由此每年觀測(cè)目標(biāo)天體數(shù)量只能維持在4至5個(gè)。

據(jù)美國(guó)宇航局網(wǎng)站（NASA)消息，北京時(shí)間2015年7月24日凌晨，天文學(xué)家確認(rèn)發(fā)現(xiàn)首顆位于“宜居帶”上體積最接近地球大小的行星（代號(hào)為“開(kāi)普勒-452b”），這是人類(lèi)在尋找另一顆地球的道路上的重要里程碑?！伴_(kāi)普勒-452b”的發(fā)現(xiàn)使已確認(rèn)系外行星的數(shù)量增加到1030顆。

“宜居帶”（habitable zone）是指行星距離恒星遠(yuǎn)近合適的區(qū)域，在這一區(qū)域內(nèi)，恒星傳遞給行星的熱量適中，既不會(huì)太熱也不太冷，能夠維持液態(tài)水的存在。

2016年4月6日，開(kāi)普勒的微透鏡觀測(cè)將暫時(shí)無(wú)法啟動(dòng)，除非工程師們能夠讓探測(cè)器重新開(kāi)始工作。望遠(yuǎn)鏡如今距離地球約1.2億公里，這意味著每一次往返通訊需要13分鐘。

2017年12月14日13時(shí)，NASA舉辦了一場(chǎng)電話會(huì)議，揭開(kāi)了喧囂多日的開(kāi)普勒天文望遠(yuǎn)鏡的“重大發(fā)現(xiàn)”，確定了距離地球2545光年遠(yuǎn)的開(kāi)普勒90星系中的兩顆新發(fā)現(xiàn)的行星——開(kāi)普勒-80g和開(kāi)普勒-90i，這是人類(lèi)發(fā)現(xiàn)的首個(gè)和我們太陽(yáng)系一樣的具有8顆行星的星系。

2018年7月，由于燃料即將耗盡，開(kāi)普勒已開(kāi)啟休眠模式，剩余不多的燃料首先要保證數(shù)據(jù)的回傳。休眠時(shí)間將持續(xù)到8月初，屆時(shí)，工程師會(huì)將它喚醒，指揮其將機(jī)載天線指向地球方向，開(kāi)始回傳數(shù)據(jù)。如果一切順利，完成數(shù)據(jù)回傳后，開(kāi)普勒將利用剩余燃料開(kāi)展最后的觀測(cè)任務(wù)。

2018年10月30日，美國(guó)航天局宣布，開(kāi)普勒太空望遠(yuǎn)鏡“退休”了，它在太空工作了9年多，發(fā)現(xiàn)了2662顆系外行星，其中許多行星有可能孕育生命。