Seit Dezember 2019 befindet sich das Weltraumteleskop CHEOPS in seiner Erdumlaufbahn. Nach umfangreichen Tests wurde es im März für wissenschaftsreif erklärt und kann nun von Forschenden genutzt werden.
Im Dezember 2019, als der Start des Weltraumteleskops CHEOPS (Characterising Exoplanet Satellite) erst verschoben werden musste, dann aber gelang, war die Aufregung gross. Weniger als drei Stunden nach dem Start auf einer Sojus-Rakete vom europäischen Weltraumbahnhof in Kourou (Französisch-Guayana) aus hatte der Satellit seine Beobachtungsumlaufbahn erreicht und ein erstes Signal an das Kontrollzentrum gesendet. Anhand dieses und weiterer Signale in den folgenden Tagen konnte die Kommunikation mit dem Satelliten getestet werden. Nun umkreist CHEOPS die Erde seit dem 18. Dezember 2019 in jeweils rund eineinhalb Stunden in einer Höhe von 700 Kilometern entlang der Tag-Nacht-Grenze.
Die Inbetriebnahme des Satelliten
Der Start ist zwar die spektakulärste und riskanteste Etappe, es sind aber noch zahlreiche weitere Schritte notwendig, bis der reibungslose Betrieb des Satelliten sichergestellt ist und er seine Mission, nämlich die Beobachtung und Beschreibung von Exoplaneten, erfolgreich ausführen kann. Am 8. Januar 2020 lancierte die Universität Bern das sogenannte Commissioning – das Aufstarten des Computers, die Testphase und die Inbetriebnahme aller Bestandteile. All dies ist einwandfrei verlaufen.
In dieser Phase lieferte CHEOPS bereits zahlreiche Bilder, die komplett schwarz waren, da die Abdeckung des Teleskops noch geschlossen war. Mithilfe dieser Bilder konnte das Instrument bei geschlossener Abdeckung kalibriert werden. Mit der Öffnung der Abdeckung konnten am 29. Januar 2020 die nächsten Aktivitäten in Angriff genommen werden. In den folgenden zwei Monaten wurden verschiedene Sterne mit oder ohne Planeten anvisiert, um die Präzision der Teleskopmessungen unter verschiedenen Bedingungen zu überprüfen und gleichzeitig alle Aspekte des Bodensegments zu trainieren.
Bild: ESA/Airbus/CHEOPS Mission Consortium
Erste Bilder
Ein nächster Schritt der Inbetriebnahme erfolgte Anfang Februar 2020, als CHEOPS die ersten Himmelsbilder aufnahm. Willy Benz, Professor für Astrophysik an der Universität Bern und Hauptverantwortlicher der Mission CHEOPS, erklärt: «Die ersten Bilder waren für uns entscheidend, um beurteilen zu können, ob die Optik des Teleskops den Raketenstart heil überstanden hatte.» Als dann die Bilder eines Sternenfelds auf dem Bildschirm auftauchten, war den beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern klar: Das Teleskop funktioniert einwandfrei. In Bezug auf die Schärfe übertreffen die ersten Bilder alle Erwartungen.
CHEOPS vollständig betriebsbereit
Nach mehrmonatigen Tests, die vom Personal der Mission aufgrund des Coronavirus teilweise von zuhause aus durchgeführt wurden, erklärte die ESA Ende März 2020, dass das Teleskop nun zur Erfassung wissenschaftlicher Daten und zur Ausführung der Mission bereit sei. Mit dieser Ankündigung übergab die ESA zudem die Verantwortung für die Tätigkeiten von CHEOPS dem mit der Mission beauftragten Konsortium.
Forschenden aus der ganzen Welt wird über das «Guest Observers Programme» der ESA Zugang zu Beobachtungszeiten bei CHEOPS gewährt. Die von den europäischen Akteuren erworbenen Kompetenzen werden zudem bei der Umsetzung von Plato und Ariel, den nächsten ESA-Missionen im Zusammenhang mit Exoplaneten, eingesetzt und weiter verbessert werden.
Die Mission CHEOPS
CHEOPS ist ein Weltraumteleskop auf einer Satellitenplattform, das von der Universität Bern in enger Zusammenarbeit mit der Universität Genf entwickelt und zusammengebaut wurde. Es handelt sich um die erste Mission, die von der Schweiz und der Europäischen Weltraumorganisation ESA gemeinsam geleitet wird. Bei der Untersuchung bekannter Exoplaneten konzentriert sich die Mission auf Sterne, um die Planeten mit einer Grösse zwischen jener der Erde und jener von Neptun kreisen. Ziel ist es, deren Grösse zu messen und deren Zusammensetzung (fest, gasförmig) sowie gewisse Eigenschaften ihrer Atmosphäre zu ermitteln – ein wichtiger Schritt, um die Wahrscheinlichkeit abzuschätzen, ob einer dieser Planeten bewohnbar ist.
CHEOPS war für die Schweizer Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auch eine Gelegenheit, ihr technisches Know-how und ihre Führungsqualitäten unter Beweis zu stellen. Die Universität Bern stand einem internationalen Konsortium aus über 100 Forschenden aus elf Mitgliedsländern der ESA vor und sorgte für die erfolgreiche Durchführung des Projekts. Zum ersten Mal bei einer ESA-Mission befindet sich das «Science Operations Center» nicht bei der ESA selbst, sondern an der Universität Genf.
Das SBFI unterstützt die CHEOPS-Mission im Rahmen des PRODEX-Programms (Programme de Développement d’Expériences scientifiques) der Europäischen Weltraumorganisation ESA. Dank diesem Programm können Projektteams aus Forschung und Industrie nationale Beiträge für wissenschaftliche Missionen entwickeln und umsetzen.
Weitere Informationen
Kamlesh Brocard, SBFI
Wissenschaftliche Beraterin Abteilung Raumfahrt