开普勒太空望远镜
开普勒（Kepler）是NASA第一个探索地外行星的任务，用于搜索银河系中数以百计的类似地球尺度或更小的行星。卫星基于可承受深度冲击的星体设计。对于整个任务，指向单个星群大大地增加了测光稳定性并且简化了卫星的设计。每隔三个月，卫星必须沿着光学轴向转动90°以保持太阳能电池帆板对着太阳。
名称：开普勒太空望远镜
制造商：巴尔航天公司
发射日期：2009年2月
首次轨道发射：2009年3月6日22时49分57秒465毫秒
发射地点：佛罗里达州，卡纳维拉尔角
轨道：地球拖尾日心轨道
运载火箭：德尔塔Ⅱ2925-10L
中心直径：0.95米
有效载荷：测光仪
结构尺寸：从分离面到遮光罩顶端4.7米，星体最大直径2.7米
1、简介
开普勒太空望远镜
开普勒太空望远镜（KeplerMission）是美国国家航空航天局设计来发现环绕着其他恒星之类地行星的太空望远镜。以生活在16世纪至17世纪的德国天文学家约翰内斯·开普勒的名字命名。他发现了著名的“开普勒行星运动三定律”，为天文学发展做出巨大贡献。开普勒望远镜使用NASA发展的太空光度计，预计将花3.5年的时间，在绕行太阳的轨道上，观测10万颗恒星的光度，检测是否有行星凌星的现象（以凌日的方法检测行星）。
2、探测任务
开普勒太空望远镜观测范围
耗资将近6亿美元的开普勒望远镜将在四年左右的时间内，在银河系的天鹅星座与天琴星座区域观测类似于太阳的大约10万颗恒星系统，以寻找类地行星和生命存在的迹象。通过勘测大量的恒星样本达到几个目标：
对各种不同光谱类型的恒星进行广泛的观测，以确定有多少类似地球的行星或大行星存在或邻近适居带（也称为“古迪洛克行星”）。
测量这些行星轨道的大小和形状的范围。
估计有多少的行星存在于多星系统中。
测量短周期巨大行星的亮度、大小、质量、密度和轨道的大小。
使用其他的技术来辨认每个被发现的行星系统和它们的其他成员。
确定这些拥有行星的恒星的特性。
3、结构特点
开普勒太空望远镜的光线图
开普勒将搭载口径为0.95米的测光施密特望远镜和一个直径1.4米的主镜面。它有42个CCD组和一个非常大的视场。它将为整个太空任务凝视相同的恒星场，在4年多的时间里监视100000颗目标恒星的亮度变化，搜索卫凌行星。数据将被存储在卫星上，大约每一个星期往地球输送一次。
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。
4、基本参数
开普勒太空望远镜
太空分光计：0.95米孔径；
主镜：直径1.4米，85%的中空结构；
CCD探测镜：9500万像素（42个2200x1024象素的电子耦合器）；
带通：峰值半高宽为430-890毫微米；
动态探测范围：9-16个星等（magnitudestars）；
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；
科学数据存储时间：大于60天；
上行X波段：7.8125bps－2kbps；
下行X波段：10bps－16kbps；
下行Ka波段：最大值为4.33125Mbps；
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；
飞行组件和装配仪器的质量：1071公斤（预计最大值）；
飞行组件和装配仪器的功率：771瓦（预计最大值）。
5、探测原理
开普勒太空望远镜
开普勒是一架太空望远镜，在设计上用于探测遥远恒星以确定类地行星具有多高的普遍性。开普勒将利用“凌日法”对行星进行间接探测。除了揭示一颗行星的存在外，这种光信号也能告诉我们这颗行星的体积以及运行轨道。在此之后，科学家将利用其它测量手段确定所发现的每一颗行星是否位于适于生命居住的区域，或者说测量这颗行星与其所绕恒星之间的距离，以确定其表面是否存在液态水。
其探测行星的原理是：当恒星系统中的行星运行到开普勒号与恒星之间时，由于行星的遮挡，开普勒号光度计传感器接收到的恒星亮度会变弱。地面科学家可以根据恒星亮度的这种周期性的微弱变化来推算出行星的大小和轨道周期等数据。开普勒望远镜能探测到的这种亮度微弱变化可以小到百万分之十左右。这一技术方法已经被科学家采用了大约十年，并帮助了天文学家发现了300多颗较大的行星。而开普勒望远镜将目标对准更小的行星，像地球一般大的宜居住行星，它们都围绕其母恒星运转。
6、运行轨道
开普勒太空望远镜运行轨道
开普勒不在环绕地球的轨道上，而是在尾随地球的太阳轨道，所以不会被地球遮蔽而能持续的观测，光度计也不会受到来自地球的漫射光线影响。这样的轨道避免了重力摄动和在地球的轨道上固有扭矩，可以有一个更加稳定的观测平台。光度计指向天鹅座和天琴座所在的领域，远离了黄道平面，所以在绕行太阳的轨道上，阳光也不会渗漏入光度计内。天鹅座也不会被古柏带或小行星带的天体遮蔽到，所以在观测上是一个很好的选择。
这样选择的另一个好处是开普勒所指向的方向是太阳系绕着银河系运动的中心，因此开普勒所观察到的恒星与银河中心的距离大致上与太阳系是相同的，并且也都靠近银河的盘面。这是个很重要的事实，如果星系也有适居带的位置，就如同建议的地球殊异假说。
7、任务运作
开普勒太空望远镜发现的十一颗系外行星
开普勒任务由外面位于科罗拉多州波尔德市的大气和太空物理实验室（LASP）负责运作。太阳阵列在每年位于分至点时会转动至正对着太阳的方向，这些转动将用来优化照射到阵列上的阳光，并使热辐射器保持指向深太空的方向。同时，LASP和贝尔太空科技公司（该公司负责建造太空船和仪器）从位于科罗拉多州波尔德市的科罗拉多大学的控制中心进行操作。LASP进行基本的任务计划和科学资料最初的收集和分发工作。
NASA每星期两次透过X-波段的通信线路与太空船联系，下达指令和进行状态更新，每个月一次使用Ka带下载科学性的数据，传输的最大速率是4.33Mb/s。开普勒太空船在船上会自己进行部分的资料分析，只在必要时才会传送科学性的数据，以保持带宽。
在任务期间由LASP收集的遥测科学资料会被送至位于马里兰州巴尔的摩约翰霍普金斯大学校园内的太空望远镜科学研究所开普勒数据管理中心（DMC）。这些遥测科学资料会被解码并且处理成未校正的FITS－并由DMC格式化成科学数据产品，然后通过在NASA的艾美斯研究中心的科学操作中心（SOC）进行校正和最后的处理。SOC将送回校正和处理好的数据产品和科学结果给DMC做长期的归档和经由在STScl的多任务档案（MAST）分送给世界各地的天文学家。
8、任务历程
发射
美国东部时间2009年3月6日，世界首个用于探测太阳系外类地行星的“开普勒”号太空望远镜在美国卡纳维拉尔角空军基地等待发射升空。当日22时50分，搭载太空望远镜的火箭成功升空。
“开普勒”太空望远镜长期以来都是人类探索和观测遥远星系的利器，但由于反应轮故障，在2013年1月份暂停了科学活动，同时地面的控制人员和工程师也过去数个月中努力恢复损坏部位的功能。但遗憾的是，由于相关工作至今毫无进展，美国航天局（NASA）最终在8月15日宣布放弃修复“开普勒”太空望远镜。“开普勒”由此结束搜寻太阳系外类地行星的主要任务，但它仍可能被用于其他科研工作。
9、完成使命
开普勒空间望远镜已经于2012年11月完成其主要科学使命，并紧接着开始了其原计划为期4年的计划延长期。其主要的科学任务是搜寻太阳系之外围绕遥远恒星运行的系外行星体。2013年5月，开普勒空间望远镜发生重大故障，探测器基本停止了正常的观测工作，当时如果nasa的工程师无法及时对其进行修复，那么这项耗资6亿美元的空间项目将有可能提前夭折。8月19日，在经过连续数月的分析和测试之后，开普勒望远镜项目团队正式宣布放弃让这台望远镜重新恢复到完全工作状态的努力，转而考虑在不利条件下，这台望远镜设备还能承担何种形式的科学任务。地球上的工程师们于2014年对其进行了彻底改造，并以k2计划命名，后者将在更短的时间内搜寻宇宙的另一片区域。
10、新的任务
美国航天局在一份声明中说，“开普勒”共有4个反应轮，主要是帮助控制望远镜的方向，需要启动其中3个才能搜寻系外行星，但2012年坏了1个，2013年5月又有一个无法工作。此后，美国航天局开始尝试进行修复，但工程师们的努力均没有成功。
但美国航天局没有彻底放弃，而是提出了一个叫K2的解决方案，其思路是，利用太阳光子产生的压力让失去一半反应轮的开普勒重新获得平衡。在平衡状态下，它的望远镜还可以足够稳定地观测遥远天体。不过，开普勒须在地球绕太阳公转的轨道平面（即黄道面）上运行，每次任务期75天左右。美国航天局为K2任务提供了为期两年的资助，开普勒除了继续搜寻系外行星外，还将执行新的任务，包括观测星团、超新星、活跃星系以及各种类型的恒星等。按计划，新任务将从2014年5月30日开始执行。
11、探测发现
开普勒太空望远镜的探测成果
“开普勒”是一架运行在太空中的口径95厘米的望远镜，向着天鹅座和天琴座的特定区域进行观测，记录超过15万颗恒星的亮度变化。“开普勒”探测器的望远镜实际上是一台经过特殊设计的测光仪，能够精确地测量恒星的亮度变化。因此，它在探测行星的同时，也为天理物理学家研究恒星的特性提供了高质量的数据。
2011年1月，负责开普勒项目的团队宣布发现了第一颗岩石构成的外星行星。它被命名为“开普勒-10b”，大小是地球的1.4倍，成为已知的太阳系之外最小的行星。
到2011年4月年，天体物理学家已经借助“开普勒”探测器研究了大约500颗恒星的星震。当他们得到足够多的单个恒星的性质时，就可以将其与理论模型中银河系恒星的分布情况进行对照。
2012年6月天文学家宣称，Gliese667C星系可能有六颗行星围绕其轨道运行，其中三颗是新的“超级地球”。此外，哈佛大学史密森天体物理中心的研究人员在7月份宣称，在有着十亿年历史的古老星团NGC6811中，有两颗行星（接近三倍地球体积）围绕着太阳一样的恒星运转。
到2013年6月为止开普勒任务确认的行星总计有134颗，而且随着研究人员对数据的继续分析，可能会有更多发现。在三年半的搜索中，它已经发现了3277颗行星候选者。
2014年4月科学家宣布，借助开普勒望远镜发现了第一颗和地球体积近似、位于宜居带的行星，他们称这颗行星为地球的“堂兄弟”。
到2014年5月，开普勒发现了3800多个“行星候选者”，确认了960多颗系外行星，约占迄今确认的系外行星一半。
2015年1月6日，开普勒空间望远镜团队宣布，确认系外行星已超过1000个；其中，最新发现的三个行星，开普勒438b、开普勒442b与开普勒440b，分别处于它们各自太阳的适居带；在这三个新行星里，有两个可能是由岩石构成。
2015年1月27日，英国伯明翰大学研究团队发布，从分析开普勒空间望远镜数据，发现最古老的行星系，至少有5颗太阳系外行星围绕着年龄为112亿岁的恒星开普勒444运转。
2015年7月24日，美国宇航局(NASA)就开普勒望远镜的新发现举行新闻发布会。在发布会预告中使用了“另一个地球”的说法，引发科学迷们的猜测。发布会上，NASA称在距离地球约1400光年的宇宙深空，发现了比地球更大，更高龄的“老大哥”类地行星，并将其命名为开普勒452b，科学家称，这是目前为止最像“地球双胞胎”的行星。这颗行星是开普勒太空望远镜最新的成果。自2009年发射至今，开普勒太空望远镜已经发现了人类所发现的一半以上的太阳系外行星，加上开普勒452，开普勒太空望远镜发现了超过1000颗已经确认的系外行星。NASA也公布了另外11颗系外行星候选者，它们的大小都在地球直径两倍以下，且处于可居住地带。这些行星候选者中，开普勒-452b是唯一被确认为行星的。
2016年10月，美国宇航局（nasa）的开普勒空间望远镜发现了20颗环绕一些冷而小的恒星运转的系外行星，这是迄今为止发现此类系外行星数量最多的一次。这些被称为k矮星和m矮星的长寿恒星在银河系中无处不在，并且有可能是许多宜居行星的家。
当地时间2017年12月14日下午一点，美国航天局召开了一场电话会议，公布开普勒太空望远镜最新的“重大发现”，确认开普勒-90星系第八颗行星“开普勒-90i”存在，这意味着开普勒-90星系拥有与太阳系一样多的行星。更有意思的是，这次发现使用了人工智能技术，在研究开普勒望远镜四年来收集到的数据时，其识别工具实际上与识别照片中猫和狗的工具类似。
12、结束使命
据英国《独立报》近日报道，美国国家航空航天局（NASA）表示，尽管“行星猎手”开普勒望远镜过去也曾战胜了不少挑战，但再出色的英雄也难逃迟暮的命运。目前，其上搭载的燃料仅够支撑数月，开普勒望远镜即将完美谢幕。