開普勒空間望遠鏡

該望遠鏡觀測了天鵝座中約有 190,000 顆恒星的固定部分星空，以使用凌日法發現太陽系外行星。 該項目的一個特定目標是發現相對較小的行星（如我們的地球或更小的行星），從而發現可能適合居住的太陽系外行星。 同時，它提供了關于變星的基本數據，以便能夠得出關于內部發生的過程的結論。 開普勒的任務最初定為三年半。 2012 年 11 月，它被延長了最多四年。

為了能夠盡可能不受干擾地進行觀測，望遠鏡沒有進入繞地球軌道。 相反，開普勒所處的太陽軌道與地球的軌道周期（372.5 天）和偏心率略有不同。 多年來，探測器跟隨地球，離地球越來越遠。 這使得監測觀測區域成為可能，而不會受到地球的周期性遮擋，并且干擾最小。

這架 1,039 千克、16 英尺高的望遠鏡使用光度計測量恒星的亮度，以確定表明行星從恒星和太空望遠鏡之間經過的亮度波動。 開普勒在幾年的時間里在給定區域同時觀測了超過 100,000 個恒星系統。

開普勒光度計的光學元件被設計成施密特望遠鏡。 施密特板的直徑為 0.95 米，主鏡的直徑為 1.4 米。焦點處是一個由 42 個 CCD 傳感器組成的陣列，可監控 105 平方度的視場，大約相當于伸出手掌的大小手臂可以。 每個 CCD 傳感器的尺寸為 50mm × 25mm，分辨率為 2200 × 1024 像素，使相機的總像素達到 95 兆像素。 為了提高光度精度，光學器件略微散焦，并且還安裝了 430-890 nm 波長的帶通。

觀測數據以高達 4.33125 Mbps 的 Ka 波段傳輸到地面站。 為了控制衛星，使用 X 波段，上行鏈路為 7.8125 bps 至 2 kbps，下行鏈路為 10 bps 至 16 kbps。 2018 年 10 月，開普勒距離地球約 1.5 億公里，一個方向的信號大約需要 500 秒。

對于地球大小的太陽系外行星的凌日，太空望遠鏡預計會發生 0.1‰ 的日食（地球和太陽為 0.084‰）。 這發生在恒星圖像前面的中央通道持續大約半天的時間（地球和太陽 13 小時）。 如果通道不在中心，則變暗時間會更短。 如果對于這顆恒星，同樣的亮度變化再重復兩次，并且兩次間隔相同，并且可以排除信號的其他原因（例如雙星），則假定固定軌道上的行星是原因并且被認為是被發現的。 從這樣確定的軌道周期和亮度的變化，根據開普勒定律可以確定行星的軌道和大小。 行星上的溫度及其可能的宜居性可以通過相應確定的已發現系外行星與其太陽的距離以及該太陽的光度（根據光度等級和光譜等級確定）來近似計算。 由于計劃的軌道傾角不同然而，由于我們的視線，只有一小部分類地行星具有從我們的方向可以觀察到的掩星。 從地球上觀測到這種凌日現象的概率只是恒星半徑與行星軌道半徑的商，即地球和太陽的情況下為 0.465%。