CHEOPS: Exoplaneten-Mission ist gestartet

Update 18.12.: Der Start der CHEOPS-Mission ist mit einem Tag Verspätung gelungen. Nach einem Startabbruch am 17. Dezember konnte das Weltraumteleskop heute um 09:54 Uhr doch noch erfolgreich in den Orbit gebracht werden.

Fremden Welten auf der Spur: Am 17. Dezember gegen 09:45 Uhr unserer Zeit sollte das ESA-Weltraumteleskop CHEOPS zu seiner Mission starten – der Erforschung naher Exoplaneten. Indem es das Vorüberziehen dieser Planeten vor ihren Sternen beobachtet, soll CHEOPS genauere Informationen zur Größe, Dichte und Atmosphäre dieser fremden Welten liefern. Denn bisher sind solche Daten von kaum einem Exoplaneten bekannt.

Dank Weltraumteleskopen wie Kepler, CoRoT oder TESS haben Astronomen in den letzten Jahren schon mehr als 4.000 Exoplaneten in der Milchstraße entdeckt – darunter lebensfreundliche Erdzwillinge, aber auch exotische Welten mit Wolken aus Blausäure oder einer Kruste aus Edelsteinen. Doch bei den meisten Exoplaneten wissen Forscher bislang kaum etwas über Dichte, Zusammensetzung oder sonstige Eigenschaften.

CHEOPS wird 700 Kilometer über der Erde in einer sonnensynchronen Umlaufbauhn kreisen. © ESA/ATG medialab

Näherer Blick auf schon bekannte Exoplaneten

Genau das soll der CHaracterising ExOPlanets Satellite (CHEOPS) nun ändern. Denn anders als seine Vorgänger Kepler oder TESS ist dieses Weltraumtelekops nicht auf die Entdeckung neuer Exoplaneten ausgelegt, sondern es soll mehr über schon bekannte Welten herausfinden. Dafür nimmt CHEOPS mehrere hundert helle Sterne in unserer Nachbarschaft ins Visier, um die man schon Planeten entdeckt hat.

„Indem wir schon bekannte Systeme anvisieren, wissen wir genau, wo und wann wir hinschauen müssen“, erklärt Willy Benz, CHEOPS-Forschungsleiter von der Universität Bern. Konkret wird das Teleskop von einer sonnensynchronen Erdumlaufbahn in 700 Kilometern Höhe aus diese Planeten bei ihren Transits beobachten – bei ihrer Passage vor ihrem Stern. Indem CHEOPS gleich mehrere Transits der Planeten nacheinander verfolgt, kann er die dadurch verursachten Helligkeitsschwankungen im Sternenlicht besonders präzise vermessen.

Das 120 Zentimeter lange CHEOPS-Teleskop hat einen Sensor, der noch Helligkeitsschwankungen von 20 Millionsteln detektieren kann. In Kombination mit einer besonders hohen Zielgenauigkeit ermöglicht dies Transitmessungen mit weit höherer Präzision als zuvor möglich.

Erste Informationen über Beschaffenheit und Atmosphären

Diese Daten liefern den Astronomen genauere Informationen zur Größe und Masse der Planeten und damit auch zu ihrer Dichte. Diese wiederum erlaubt Rückschlüsse auf die Zusammensetzung und Struktur – etwa ob ein Planet überwiegend aus Gas oder aber aus Gestein mit einem metallischen Kern besteht. Auch ob sich auf dem Planeten große Ozeane befinden, können Forscher aus diesen Daten schließen.

Zudem wird CHEOPS die Exoplaneten nicht nur während des Transits beobachten, sondern auch, wenn sie in ihrem Orbit seitlich vom Stern stehen und von ihm beleuchtet werden. Aus den dabei gemessenen Lichtkurven wollen die Wissenschaftler Rückschlüsse auf die Existenz einer Atmosphäre ziehen und nach Möglichkeit sogar herausfinden, ob der Planet Wolken in seiner Atmosphäre hat. Hauptsächliches Ziel für diese Beobachtungen sind Exoplaneten zwischen Erdgröße und der Größe des Neptun.

„Ära der Exoplanetenkunde eröffnet“

„Nach zwei Jahrzehnten der Planetenentdeckungen treten wir nun in die Ära der Exoplanetenkunde ein“, sagt Exoplanetenforscher und Nobelpreisträger Didier Queloz von der Universität Genf. „Denn mit CHEOPS können wir nun die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Planetensystemen außerhalb unseres eigenen ergründen.“ Zusätzlich wird CHEOPS aber auch rund 15 Prozent seiner Zeit mit der Suche nach neuen, noch unentdeckten Exoplaneten verbringen.

CHEOPS wurde im Rahmen einer Partnerschaft zwischen der europäischen Weltraumorganisation ESA und der Schweiz entwickelt. Die Mission ist für zunächst dreieinhalb Jahre geplant – mit Option auf Verlängerung. Neben den Messungen und Beobachtungen durch das CHEOPS-Wissenschaftsteam sind auch 20 Prozent der Beobachtungszeit für externe Wissenschaftler aus der ganzen Welt reserviert.

Der Start von CHEOPS ist für 09:45 Uhr unserer Zeit vom Weltraumbahnhof Kourou in Französisch-Guayana geplant. Eine Sojus-Rakete wird das Teleskop dabei gemeinsam mit weiterer Nutzlast in die Umlaufbahn bringen.

Quelle: ESA, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)