Künstlerische Darstellung des zukünftigen Exoplanetensuchers "CHEOPS" der europäischen Raumfahrtagentur ESA (Illu). | Copyright: Swiss Space Center, EPFL
Bern (Schweiz) - Die Europäische Raumfahrtagentur ESA hat ein Schweizer Weltraumprojekt unter Leitung des "Center for Space and Habitability" der Universität Bern als erste sogenannte "S-Class"-Mission des ESA-Wissenschaftsprogramms benannt. Schon ab 2017 soll das Weltraumteleskop "CHEOPS" Planeten außerhalb unseres Sonnensystems suchen und charakterisieren.
Ähnlich die das "Discovery"-Programm der NASA, will das ESA-Wissenschaftsprogramm mit den zukünftigen "S-Class"-Missionen innovative Forschende mit ausgeklügelten Ideen fördern, welche auch mit kleineren Missionen bedeutende Resultate liefern können. Vor diesem Hintergrund haben die Vertreter der 19 ESA-Mitgliedsländer aktuell das unter Schweizer Leitung stehende Weltraumprojekt "CHEOPS" (CHaracterizing ExOPlanet Satellite) ausgewählt.
Entsprechend den Richtlinien für die neuen "S-Class"-Missionen soll der "CHEOPS"-Satellit in die Erdumlaufbahn gebracht werden: Solche Missionen sollen innerhalb von vier Jahren - statt der üblichen 10 Jahre für die größeren Missionen - nach Projektannahme realisiert werden. Zudem dürfen sie höchstens 150 Millionen Euro kosten, wobei die ESA maximal 50 Millionen Euro beisteuert. "CHEOPS" soll sogar noch deutlich weniger kosten, wobei die Projektkosten zu je einem Drittel vom Wissenschaftsprogramm der ESA, von der Schweiz, sowie den übrigen beteiligten Nationen getragen werden.
"CHEOPS" selbst ist ein kleiner Satellit, der gerade einmal rund 200 Kilogramm wiegt, ein Teleskop von 30 Zentimeter Durchmesser und eineinhalb Meter Länge trägt. In 800 Kilometern Höhe wird er in einer Umlaufbahn über der Tag- und Nachtgrenze (Terminator) kreisen und von hier aus über dreieinhalb Jahre etwa 500 helle Sterne beobachten und bei erfolgreicher Suche ihre Planeten charakterisieren.
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"Die Mission wurde aus 26 Projektvorschlägen ausgewählt. Die rege Teilnahme unterstreicht das starke Interesse der wissenschaftlichen Gemeinschaft für schnell durchführbare Missionen, die sich auf Schlüsselfragen in der Weltraumforschung konzentrieren", sagt Alvaro Gimenez, Direktor des wissenschaftlichen und Explorationsprogramms der ESA.
Neben der die Mission führenden Schweiz sind auch Belgien, Großbritannien, Italien, Österreich und Schweden an der Mission beteiligt. Kooperationen mit weiteren Ländern stehen noch offen.
Den ersten Planeten um einen fremden Stern, einen sogenannten Exoplaneten, entdeckten die Astronomen Michel Mayor und Dider Queloz von der Universität Genf im Jahr 1995 um den Stern "51 Pegasi". Seither kamen immer kleinere und schwieriger zu entdeckende Planeten hinzu. "In Chile haben wir ein Teleskop mit dem weltweit genausten Instrument zur Entdeckung von Exoplaneten mithilfe einer indirekten Ortungsmethode", erklärt Didier Queloz, Planetenjäger und maßgeblich am "CHEOPS"-Projekt beteiligter Professor der Universität Genf. Denn am Brennpunkt des 3.6 Meter großen Teleskops sitzt der Detektor "HARPS", der Planeten mithilfe der sogenannten Radialgeschwindigkeitsmethode entdecken und ihre Masse bestimmen kann.
"CHEOPS" benutzt hingegen eine andere Technik, die sogenannte Transitmethode: Sie vermisst präzise den Durchmesser von ausgewählten Exoplaneten bzw. deren Schatten, den sie werfen, wenn sie während eines sogenannten Transits vor der "Sonnenscheibe" ihres Stern vorbeiziehen. "Als Vergleich: Hält man einen Stecknadelkopf vor eine Glühbirne, so verdeckt dieser einen Teil des Lichts und es wird dunkler. Wandert zum Beispiel die Erde vor die Sonne, nimmt deren Helligkeit wegen des Schattens unseres Planeten nur um ein Zehntausendstel ab", so die Pressemitteilung der Universität Bern.
Das "CHEOPS"-Teleskop wird jedoch eine noch zehnmal geringere Veränderung der Helligkeit eines Sterns messen können. Aus der Abnahme der Helligkeit lässt sich dann ebenso der Durchmesser des Planeten und zusammen mit der durch die sogenannte Radialgeschwindigkeitsmethode bestimmten Masse des Himmelskörpers auch die Dichte des Planeten ableiten. Die Dichte wiederum verrät, ob der Planet aus Stein, Eis oder Gas besteht und wie seine Atmosphäre beschaffen ist. Dabei interessieren sich die Forschenden besonders für die Eigenschaften von kleinen Planeten, deren Durchmesser ein bis sechs Mal so groß ist wie derjenige der Erde.
"Die 'CHEOPS'-Mission ist ein Meilenstein auf dem Weg der Erforschung von Exoplaneten in der näheren Umgebung unseres Sonnensystems. Sie bringt uns vielleicht dem Fernziel näher, eines Tages einen Planeten zu entdecken, der erdähnliche Eigenschaften hat und auf welchem Leben denkbar wäre", schwärmt Astrophysiker Christopher Broeg, Projektleiter am "Center for Space and Habitability" (CSH) der Universität Bern.
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Quellen: unibe.ch, ESA
