骨軟筋酥網銀河系中行星多于恒星：開普勒的遺產
科羅拉多州博爾德市鮑爾航空航天技術公司的開普勒飛船。開普勒任務調查了銀河系的多于一個區域，發現了第一顆地球大小的恒星系外行星，并確定我們銀河系中的開普行星比恒星還多。圖像：uux.cn/NASA/JPL加州理工學院/Ball
1983年首次提出開普勒任務概念時，銀河遺產天文學家曾假設，系中行星但仍未證實系外行星的多于存在。直到20世紀90年代，恒星我們才首次確認在太陽系外圍繞恒星運行的開普行星，其中大多數是圍繞主星運行的氣態巨星，與我們從太陽系中了解到的情況完全不同。
2009年開普勒發射時，發現的系外行星不到400顆。如今，已經確認的系外行星有5500多顆，其中一半以上是根據開普勒的數據發現的。這些已確認的系外行星中，有許多位于其恒星的所謂“宜居帶”，這使它們成為未來觀測的主要候選者，以揭示更多宇宙奧秘，包括生命的潛力。
開普勒任務旨在解決“其他世界有多普遍？”和“我們的太陽系有多獨特？”這兩個問題。即使開普勒發現了相反的情況——系外行星很罕見——開普勒仍然是一項歷史性任務，因為它所解決的問題在科學上意義深遠。
這張照片顯示了開普勒望遠鏡的“第一道光”——天鵝座和天琴座中一片廣闊的恒星豐富的天空的全視場，延伸了100平方度。42個單獨的矩形是由于具有總共9500萬像素的電荷耦合器件（CCD）。圖像：uux.cn/NASA/J.Jenkins
從1992年開始，特派團建議的早期版本已被四次否決。當時，這項任務被稱為地球大小的內部行星序列（FRESIP）。在1994年第二次被拒絕后，團隊成員David Koch、Jill Tarter和Carl Sagan建議將FRESIP更名為開普勒。
在1996年提交之前，對1994年提案進行的技術更改之一包括將軌道從拉格朗日L2點更改為日心軌道。這使開普勒能夠使用反作用輪來指向航天器，從而降低了推進器的燃料消耗并節省了成本。
這還不足以說服美國國家航空航天局。為了解決對擬議特派團的關切，隨后舉行了兩次大規模示威，分別是在1996年和1998年遭到拒絕之后舉行的。這些演示降低了讓一些評審人員暫停的風險，并為開普勒團隊提供了改進操作的機會。
2007年2月，開普勒團隊成員Jeff Van Cleve在埃姆斯研究中心的精密測光實驗室。他身后的儀器是開普勒試驗臺設施，這是一個系統模型，提供了開普勒能力的關鍵演示。圖像：uux.cn/NASA/Ames
第一次演示表明，對數千顆恒星進行連續、自動的監測是可能的。為了進行演示，在加利福尼亞州的Lick天文臺安裝了一種名為Vulcan光度計的儀器，該儀器通過無線電將數據發送給位于加利福尼亞硅谷的美國國家航空航天局艾姆斯研究中心進行自動分析。第二次演示（1998年被拒絕后）是開普勒試驗臺設施的建設。
試驗臺證明，現有的電荷耦合器件（CCD）技術與消費級數碼相機沒有什么不同，可以在整個系統中預期的各種噪音中，從振動到圖像運動再到宇宙射線撞擊，達到探測地球大小行星所需的精度。埃姆斯的開普勒團隊建造了一個復雜的模擬天空，多年提案和任務本身的行業合作伙伴Ball Aerospace為演示建造了數字模擬器。埃姆斯實驗室的試驗臺現在在史密森尼國家航空航天博物館展出。
開普勒焦平面的42個CCD大約有一平方英尺大小。焦平面的角落里有四個精細制導模塊，與用于科學的42個CCD相比，這些CCD要小得多。這些較小的CCD被用來跟蹤開普勒的位置，并將信息傳遞給其制導系統，以保持航天器的準確指向。圖像：uux.cn/美國國家航空航天局/開普勒任務
這些演示最終打消了人們的疑慮。2001年，開普勒的首席研究員William Borucki與埃姆斯空間科學部理論和行星研究處的同事Audrey Summers寫了一篇論文，考慮使用天基光度計探測地球大小的行星，17年多后，開普勒被選中。
從選擇到2009年3月6日發射的八年時間里，該任務應對了許多挑戰和變化，這些挑戰和變化在很大程度上超出了團隊的控制范圍，例如美國國家航空航天局制定了一項政策，要求位于馬里蘭州格林貝爾特的NASA戈達德太空飛行中心或位于南加州的噴氣推進實驗室管理行星任務，會計要求的變化以及發射成本的增加。開普勒的這些故事在美國國家航空航天局歷史辦公室的最新著作《NASA的發現計劃：競爭性行星探索的前二十年》中有詳細的講述。
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