Exoplaneten-Mission CHEOPS erreicht wichtige Meilensteine auf dem Weg zum Start im Jahr 2017

Dank dieser raschen Fortschritte hat CHaracterising ExOPlanet Satellite (CHEOPS) gute Aussichten, wie geplant im Dezember 2017 startklar zu sein.

CHEOPS ist die erste einer möglichen Reihe kleiner Missionen, die im Rahmen des Wissenschaftsprogramms der ESA entwickelt werden sollen. Es handelt sich dabei um sehr fokussierte Missionen mit kurzer Gesamtdauer als Ergänzung der mittleren und großen Missionen des Wissenschaftsprogramms.

Ziel von CHEOPS werden nahe gelegene helle Sterne sein, von denen man weiß, dass sie von Exoplaneten umkreist werden. Die Mission soll neue Erkenntnisse über die Eigenschaften solcher Planeten liefern.

Mithilfe der Doppler-Verschiebung lassen sich Planeten finden

Mithilfe der Doppler-Verschiebung lassen sich Planeten finden, indem kleine periodische Schwankungen (wobbles) des zentralen Sterns aufgespürt werden. CHEOPS soll nun ergänzende Daten liefern, indem der Satellit die Muttersterne auf Transite überwacht: die kurze Verdunkelung des Sternenlichts durch die Silhouette des Planeten, während er auf seiner Umlaufbahn unsere Sichtlinie kreuzt.

Mit diesen Informationen lässt sich der Radius von Planeten bestimmen. Zusammen mit den aus der bodengestützten Doppler-Suche bekannten Daten zur Masse können Astronomen dann die Dichte des Planeten schätzen und so felsige Planeten von Gasgiganten oder anderen Planetenarten abgrenzen. Die Messempfindlichkeit von CHEOPS reicht von Planeten, die mehrere Male so groß wie die Erde sind, bis hin zu solchen von der Größe des Neptuns.

Die ESA wählte CHEOPS im Jahr 2012 aus 26 Vorschlägen aus, die auf die Ankündigung des Programms der kleinen Missionen hin eingereicht wurden. Offiziell in das Wissenschaftsprogramm aufgenommen wurde die Mission im Februar dieses Jahres. Die ESA hat sich dafür eine Kostenobergrenze von 50 Millionen Euro gesetzt; durchgeführt wird das Programm in Zusammenarbeit mit dem Swiss Space Office (SSO), einer Abteilung des Schweizer Staatssekretariats für Bildung, Forschung und Innovation (SBFI) und der Universität Bern. Die Organisationen aus der Schweiz leiten das Konsortiums von 11 an der Mission beteiligten und im CHEOPS-Wissenschaftsteam vertretenen ESA-Mitgliedsstaaten. Gebaut wird der Satellit vonAirbus Defence and Space in Spanien.

CHEOPS ist ein einzigartiges Hochpräzisions-Observatorium

„Aufgrund der mit diesen kleinen Missionen verbundenen Kosten- und Zeitzwänge müssen sämtliche Bauteile und Systeme der Plattform vorgefertigt und erfolgreich auf den Weltraumeinsatz getestet sein. Einzige Neuentwicklung ist das wissenschaftliche Instrument, das bestimmte Anforderungen erfüllen muss, aber selbst dieses beruht auf verfügbaren Technologien“, erklärt Nicola Rando, Leiter der Definitionsphase für CHEOPS bei der ESA.

Zuständiger Projektleiter für das wissenschaftliche Instrument ist Professor Willy Benz von der Universität in Bern, der auch beim ursprünglichen Missionsvorschlag federführend war.

„CHEOPS ist ein einzigartiges Hochpräzisions-Observatorium, das auf nahezu jeden Punkt des Himmels gerichtet werden kann. Mit seiner Hilfe werden wir helle Sterne, von denen bereits bekannt ist, dass sie von Planeten umkreist werden, auf Transite untersuchen“, erläutert Benz. „CHEOPS weiß genau, wo und wann hingeschaut werden muss, und ist damit das effizienteste Instrument zur Entdeckung flacher Transite. Dank ihm werden wir bei wesentlich mehr Exoplaneten sowohl Masse als auch Radius kennen, was uns neue Erkenntnisse und Beschränkungen für Entstehungsmodelle liefern wird. Außerdem wird er die bestmöglichen Zielobjekte für spektroskopische Studien der nächsten Generation boden- und weltraumgestützter Instrumente liefern.“

Die für CHEOPS eingesetzte Technologie muss zwar bereits vorhanden sein, die Art der Missionsentwicklung stellt jedoch für die ESA eine vollkommen neue Arbeitsweise dar.

„CHEOPS zeigt eine besondere Anpassungsfähigkeit der ESA und ihrer Mitgliedsstaaten bei der Umsetzung von Missionen“, sagt Frédéric Safa, Leiter des ESA-Büros für zukünftige Missionen, das die Umsetzung von CHEOPS durchführt. „Dank der effizienten Zusammenarbeit zwischen Industrie, Instrumentenkonsortium und ESA-Teams konnte der ehrgeizige Zeitplan bisher eingehalten werden.“

Universität Bern leitet das wissenschaftliche Instrument

Die ESA übernimmt die Missionsarchitektur für CHEOPS, ist zuständig für Entwicklung und Start des Satelliten sowie für die Schnittstelle zu Wissenschaftlern während des wissenschaftlichen Betriebs in der Umlaufbahn.

„Der Beitrag der Mitgliedsstaaten zur Mission ist im Verhältnis erheblich größer als bei mittleren und großen Missionen, und um bei dieser kleinen Mission die Programmziele zu erfüllen, musste eigens ein Ansatz zur Beschaffung von Industrieerzeugnissen entwickelt werden, bei dem die insgesamt wissenschaftliche Prägung der Mission erhalten bleibt. Das gute Verhältnis zwischen der ESA und den Schweizer Teams ermöglichte, wenn nötig, rasche Entscheidungen und war definitiv sehr wichtig“, so Safa.

CHEOPS wird höchstwahrscheinlich Ende 2017 durch eine Sojus- oder Vega-Trägerrakete von Kourou aus ins All gebracht werden. 

CHEOPS ist eine Mission der ESA, die in Zusammenarbeit mit der Schweiz umgesetzt wird, und zwar über das Swiss Space Office (SSO), einer Abteilung des Staatssekretariats für Bildung, Forschung und Innovation (SBFI). Die Universität Bern leitet das Konsortiums von 11 an der Mission beteiligten und im CHEOPS-Wissenschaftsteam vertretenen ESA-Mitgliedsstaaten.

Auch das wissenschaftliche Instrument steht unter der Leitung der Universität Bern, mit bedeutender Beteiligung Italiens, Deutschlands, Österreichs und Belgiens. Weitere Beiträge zum wissenschaftlichen Instrument in Form technischer Ausrüstung oder zum wissenschaftlichen Betrieb und der Nutzung kommen aus Großbritannien, Frankreich, Ungarn, Portugal und Schweden. Das Betriebszentrum der Mission steht unter spanischer Verantwortung, das Forschungszentrum befindet sich dagegen an der Universität Genf in der Schweiz.

Hauptauftragnehmer für CHEOPS ist Airbus Defence and Space, Spanien.

Für weitere Informationen kontaktieren Sie bitte:

Markus Bauer
ESA-Kommunikationsbeauftragter für Wissenschaft und robotische Exploration
Tel.: +31 71 565 6799
Mobil: +31 61 594 3 954
E-Mail: Markus.Bauer(at)esa.int

Frédéric Safa,
Leiter des ESA-Büros für zukünftige Missionen
Tel.: +31 71 565 6673
E-Mail: Frederic.Safa(at)esa.int

Nicola Rando
Leiter der Definitionsphase für CHEOPS bei der ESA
Tel.: +31 71 565 3638
E-Mail: Nicola.Rando(at)esa.int

Willy Benz
Projektleiter für CHEOPS
Universität Bern, Schweiz
Tel.: +41 31 631 44 03
E-Mail: willy.benz(at)space.unibe.ch