开普勒望远镜的工作原理和结构特点介绍

开普勒望远镜，主体大致呈圆筒状，直径2.7米，长4.7米，下面我们一起来看看开普勒望远镜的工作原理和结构特点介绍。

    开普勒望远镜的工作原理和结构特点介绍

    以生活在16世纪至17世纪的德国天文学家约翰内斯·开普勒（Johannes Kepler，1571-1630）的名字命名。他发现了着名的开普勒行星运动三定律。

    1600年，开普勒到布拉格担任第谷·布拉赫的助手。1601年第谷去世后，他继承了第谷的事业，利用第谷多年积累的观测资料，仔细分析研究，发现了行星沿椭圆轨道运行，并且提出行星运动三定律（即开普勒定律），为牛顿发现万有引力定律打下了基础。在第谷的工作基础上，开普勒经过大量的计算，编制成《鲁道夫星表》，表中列出了1005颗恒星的位置。这个星表比其他星表要精确得多，因此直到十八世纪中叶，《鲁道夫星表》仍然被天文学家和航海家们视为珍宝，它的形式几乎没有改变地保留到今天。

    开普勒主要着作有《宇宙的神秘》、《光学》、《宇宙和谐论》、《哥白尼天文学概要》、《彗星论》和《稀奇的1631年天象》等。其中，在《宇宙和谐论》中，开普勒找到了最简单的世界体系，只需7个椭圆就可以描述天体运动的体系了； 在《彗星论》中，他指出彗星的尾巴总是背着太阳，是因为太阳排斥彗头的物质造成的，这是距今半个世纪以前对辐射压力存在的正确预言；此外，开普勒还发现了大气折射的近似定律。为了纪念开普勒的功绩，国际天文学联合会决定将1134号小行星命名为开普勒小行星，为天文学发展做出巨大贡献。

    原理由两个凸透镜构成。由于两者之间有一个实像，可方便的安装分划板，并且各种性能优良，所以目前军用望远镜，小型天文望远镜等专业级的望远镜都采用此种结构。但这种结构成像是倒立的，所以要在中间增加正像系统。

    正像系统分为两类：棱镜正像系统和透镜正像系统。我们常见的前宽后窄的典型双筒望远镜既采用了双直角棱镜正像系统。这种系统的优点是在正像的同时将光轴两次折叠，从而大大减小了望远镜的体积和重量。透镜正像系统采用一组复杂的透镜来将像倒转，成本较高，但俄罗斯20×50三节伸缩古典型单筒望远镜既采用设计精良的透镜正像系统。

    结构特点

    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人类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。

    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。 当人类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。

    研究成果

    开普勒望远镜试图通过行星穿越其恒星时星光亮度减退寻找系外行星。这台望远镜于2009年3月发射，设计寿命至少三年半，在投入使用的头6周就发现了5颗新行星。每颗行星的存在后来都经由一种名为径向速度（radial velocity）的方法得到了确认。这种方法主要是探测绕恒星飞行的行星引力对恒星轨道产生的晃动。

    博鲁奇表示，径向速度观测法可媲美开普勒望远镜的数据，完全证实行星的存在。拉夫林则补充说，综合两方面的数据可以在寻找行星的努力中形成一种真正有价值的条件。这是因为，每种方法不仅有助于相互验证对方的对错，还提供了不同类型的信息，从而建立对外星球更全面的认识。

    例如，径向速度可以提供行星质量和轨道的详细信息，而穿越则能揭示行星相对于其恒星的大小。天文学家可借此了解到行星的密度。拉夫林指出，像“开普勒”这样的寻找行星任务向我们全面展示了系外行星的密度。举例说，一些质量最大的系外行星因迄今尚未得到解释的热源而出人意料地变得“肿胀”起来。

    有望发现更多行星

    开普勒任务科学家迪米塔-萨塞洛夫（Dimitar Sasselov）以开普勒5b为例来说明这一点，这颗行星质量超过木星，但密度远比水小。拉夫林说：这好像就是一支足球队。你可能猜测它们全部是250至300磅（约合113至136公斤）重，所以，当你发现其中一些只有25磅（约合11公斤）时，当然会大吃一惊。

    事实上，开普勒望远镜头几个月的数据包含了数百颗潜在行星，虽然迄今只有5颗行星得到了确认。随着未来几年天文学家具备可确认更多行星存在的能力，开普勒任务小组可能会宣布更多的新发现。拉夫林表示，开普勒任务科学家还需要几年时间才能确定是否在恒星适居区发现地球大小的新世界。

    这是因为，相比木星距其恒星的距离，在距其恒星合适距离飞行的行星会更远，所以完成绕其恒星运行一圈需要更长时间，从而使得穿越更为罕见。据拉夫林介绍，若要确定你是否看到了行星，“则需要观测足够长的时间，看到三到四次穿越。”不过，拉夫林表示，天文学家的新发现有助于澄清一点事实，即具有相似特征的行星可能会呈现截然不同的表象，“必须要更为全面的看待问题。