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Künstlerische Darstellung des Starts der CHEOPS-Mission © ESA/ATG medialab
Künstlerische Darstellung des Starts der CHEOPS-Mission © ESA/ATG medialab

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ESA-Weltraumteleskop CHEOPS - Exoplaneten-Versteher vor Start

11.12.2019

Keinen Planetenjäger, vielmehr eine Art Exoplaneten-Versteher schickt die Europäische Weltraumagentur ESA am 17. Dezember ins All: Das Weltraumteleskop CHEOPS soll keine neuen Planeten entdecken, sondern bereits bekannte genauer erforschen. Mit an Bord ist auch Know-how und Technik aus Österreich. Mit der selben Rakete wird der an der TU Graz entwickelte Kleinsatellit OPS-SAT gestartet.

Seit die heurigen Physik-Nobelpreisträger Michel Mayor und Didier Queloz von der Universität Genf im Jahr 1995 den ersten Planeten nachgewiesen haben, der um einen anderen Stern rotiert, folgte die Entdeckung Tausender weiterer Exoplaneten. Auf diese bereits bekannten Planeten wird die neuen Mission "CHaracterizing ExOPlanets Satellite" (CHEOPS), die unter der wissenschaftlichen Leitung von Queloz steht, verstärkt ein Auge werfen. Es handelt sich um die erste Mission unter gemeinsamer Leitung der ESA und der Schweiz.

Nach elf Jahren Vorbereitung soll die Sonde am kommenden Dienstag um 9.54 Uhr an Bord einer Sojus-Trägerrakete vom europäischen Weltraumbahnhof in Kourou in Französisch-Guayana aus in die polare Umlaufbahn in rund 700 Kilometern Höhe befördert werden. Von dort aus wird der Satellit mit seinem 30-Zentimeter-Teleskop während der geplanten Laufzeit der Mission von dreieinhalb Jahren rund fünfhundert Sterne mit Exoplaneten im Massebereich zwischen Erde und Neptun ("Supererden") bis zu Gasriesen im Jupiter-Größe untersuchen.

Beobachtung von Transits

Ziel ist es, sogenannte Transits zu beobachten, also das Vorbeiziehen des Planeten vor seinem Stern. Die winzige Helligkeitsänderung bei diesen Mini-Sonnenfinsternissen ist von der Oberfläche des Planeten abhängig. Durch die hochpräzise Messung mittels spezieller Lichtsensoren kann man dann den Durchmesser des Exoplaneten ableiten. In Kombination mit Daten aus früheren Beobachtungen zur Planetenmasse will das internationale Team mehr über die Dichte und somit die Beschaffenheit der Himmelskörper erfahren. So könne sich klären, ob es sich um Gas- oder von Ozeanen bedeckte Planeten handelt.

Der Direktor des Instituts für Weltraumforschung (IWF) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW), Wolfgang Baumjohann, erwartet sich von CHEOPS "wesentliche Erkenntnisse über die Entstehung und Entwicklung von Planeten". Österreich ist über mehrere Institute in die Mission eingebunden: Die Weltraumfirma RUAG Space Austria zeichnet in Kooperation mit dem IWF für die Stromversorgung der Instrumentenelektronik verantwortlich. Das Institut für Astrophysik der Universität Wien lieferte die Programme zur Übertragung und Verarbeitung der wissenschaftlichen Daten. "Die von uns entwickelte Software ist eines der komplexesten und leistungsfähigsten Systeme zur Instrumentensteuerung, die die Europäische Weltraumagentur ESA jemals eingesetzt hat", so Franz Kerschbaum von der Uni Wien.

Das IWF wiederum hat einen von zwei Bordrechnern auf CHEOPS entwickelt und gefertigt, der den gesamten Datenverkehr abwickeln und zusätzlich die thermische Kontrolle des Teleskops übernehmen soll. "Dabei kam es vor allem darauf an, dass die Datenverarbeitungseinheit die notwendige Rechenleistung und Speicherkapazität zur Verfügung stellt und dennoch wenig Energie verbraucht", wie Manfred Steller, Leiter der Gruppe "Bordcomputer", gegenüber der APA erklärte.

IWF an Software-Entwicklung beteiligt

Außerdem war das IWF an der Software-Entwicklung beteiligt und ist im "CHEOPS-Board" und im wissenschaftlichen Team vertreten: Dieses nimmt vor allem jene Exoplaneten unter die Lupe, "die wir kennen und für besonders interessant halten", erklärte Luca Fossati vom IWF. Er ist Mitglied im rund 30-köpfigen "Science Team" und leitet gemeinsam mit Yann Alibert von der Uni Bern ein Teilprojekt, bei dem man sich auf "Supererden" konzentriert. Gerade diese Gruppe zeige eine erstaunliche Diversität in ihrer bisher bekannten Beschaffenheit, die die Forscher besser verstehen wollen.

Auch einen weniger wissenschaftlichen Österreich-Bezug gibt es: Am Teleskop sind nämlich Miniaturen von knapp 3.000 Kinderzeichnungen angebracht. 77 davon kommen von 8- bis 14-jährigen Kindern aus Österreich. Die Transportmöglichkeit ins All wird auch der von der ESA bei der Technischen Universität (TU) Graz in Auftrag gegebene Kleinsatellit "OPS-SAT" nützen. Mit der Kleinsonde aus heimischer Fertigung hat man gewissermaßen ein Testlabor für Satellitenkontrolle im All, mit dem Software getestet und Störquellen im Weltraumfunk gefunden werden können.

All das ist Grund genug für die ÖAW und die Forschungsförderungsgesellschaft FFG anlässlich des Starts am 17. Dezember an das Weltrauminstitut in Graz und in den Festsaal der Akademie in Wien zu laden, wo auch Experten über die Mission informieren. Der Start kann auch im Internet live mitverfolgt werden.

Service: CHEOPS-Mission: https://sci.esa.int/web/cheops; Start-Event in Wien und Graz: http://go.apa.at/tYXbJQRk; Live-Stream zum Start: http://go.apa.at/KeINzm2N

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