Exoplaneten

Die Suche nach einer Erde im All: Nächste Woche startet die grösste Schweizer Weltraum-Mission

Der Cheops-Satellit der Universität Bern wird um Lichtjahre entfernte Planeten vermessen.

Der Cheops-Satellit der Universität Bern wird um Lichtjahre entfernte Planeten vermessen.

In Französisch-Guyana wird nächste Woche die grösste Schweizer Weltraum-Mission starten. Das Teleskop Cheops wird Exoplaneten vermessen und Auskunft darüber geben, ob diese unserer Erde gleichen.

Willy Benz ist etwas nervös. Immerhin befindet er sich als Hauptverantwortlicher der Weltraum-Mission Cheops auf den Spuren der Genfer Professoren Michel Mayor und Didier Queloz, welche diesen Herbst den Nobelpreis für Physik erhalten haben. Und zwar dafür, dass sie ein Gerät gebaut haben, mit dem sie als erste Menschen im Jahr 1995 Exoplaneten entdeckt haben.

Von Planeten, die wie unsere Erde um einen Stern kreisen, allerdings nicht um unsere Sonne, sondern um eine um Lichtjahre entfernte. «Wir haben nun einen Satelliten gebaut, mit dem wir nicht nur wie Mayor und Queloz die Masse, sondern auch die Grösse eines Exoplaneten messen können», erklärt Benz, Direktor des Nationalen Forschungsschwerpunkts PlanetS der Universität Bern.

Zwei Stunden und 20 Minuten bis zur Umlaufbahn

Nach sieben Jahren Arbeit in elf Ländern von 130 Wissenschaftern unter der Leitung der Universität Bern in Zusammenarbeit mit der Uni Genf startet am 17. Dezember der «Schweizer Satellit» der europäischen Cheops-Mission ins All. Auf dem Weltraumbahnhof Kourou in Französisch-Guyana wird eine Sojus-Rakete das Cheops-Teleskop in die richtige Umlaufbahn bringen.

Nach zwei Stunden und zwanzig Minuten wird die Rakete den Satelliten rauswerfen, um später etwa 300 bis 500 ausgewählte Exoplaneten ins Visier zu nehmen. Cheops steht für «Charaterising Exoplanet Satellite», was seine Aufgabe gut beschreibt. Es geht bei dieser Mission nicht darum, neue Exoplaneten zu finden, sondern bekannte zu vermessen. Dank der durch Cheops erstmals möglichen Präzision können Grösse und Dichte des Planeten bestimmt werden und damit auch seine Art. Also ob es sich um einen Planeten aus Stein und Eisen handelt wie die Erde oder um einen aus Gas wie Jupiter. Interessant sind jene, die unserer Erde am meisten gleichen. Allerdings geht es nicht darum, direkt Leben zu finden. Willy Benz sagt:

Ins Auge fassen wird Cheops Exoplaneten, die «innerhalb einiger Lichtjahrzehnte» liegen, erklärt Benz. Beobachtet wird dabei der Transit eines Exoplaneten vor seiner Sonne. Das sind die ungefähr drei Stunden, während derer der Planet vor dem Stern steht und dessen Lichtpunkt verdunkelt. Aufgrund der Verdunkelung lässt sich die Grösse und die Dichte des Exoplaneten bestimmen. Die Beobachtung gibt auch Aufschlüsse über die Atmosphäre und den Wassergehalt des Planeten. «Wir sehen natürlich keine einzelnen Pfützen», sagt der Berner Professor.

Aber es kann berechnet werden, ob es sich um einen Wasserplaneten, Astronomen sprechen von Waterworld, handelt oder um einen trockenen Planeten. Und aufgrund des wegen der Planeten-Atmosphäre unterschiedlich reflektierenden Sternenlichts kann auch eine Aussage zur Lufthülle des Exoplaneten gemacht werden. «Wir sehen dank Cheops die Entfernung vom Stern zum Exoplaneten und können daraus die Temperatur schätzen», sagt der Weltraumforscher.

Die Kamera, die das möglich macht, schiesst keine hochauflösenden Bilder, sondern ist ein Lichtmessgerät. «Nicht für einen Spionagesatelitten», sagt Benz. Interessiert sind die Weltraumforscher an den Unterschieden zwischen den beobachteten Exoplaneten: «Sind sie rund, oval, viereckig?» Nur mit den Differenzen lässt sich ein umfassenderes Bild der Welt da weit draussen machen.

Einiges kann schiefgehen bei einem Raketenstart

Jetzt fiebert Benz dem Start entgehen, denn da kann doch noch einiges schiefgehen. Im schlimmsten Fall explodiert die Sojus-Rakete. Daran mag Benz gar nicht denken. Aber die Instrumente können sich auf dem Flug in die 700 Kilometer entfernte Umlaufbahn durch Vibrationen verschieben oder es kann sich mehr Sand auf dem Teleskop ablagern als erwartet. Oder Cheops wird in eine falsche Umlaufbahn geschickt. Benz sagt:

Ob dem so ist, wird man aber nicht gleich wissen. Erst müssen die Systeme langsam aufgestartet werden. Dann werden die Forscher mit Bangen auf die ersten Signale warten, um zu sehen, ob die Kommunikation überhaupt funktioniert.. «Bis die ersten Bilder kommen wird es zwei Monate dauern. Bis dann werden wir nervös sein», sagt Benz. Und noch ein bisschen darüber hinaus, absolut sicher über den Erfolg des 100-Millionen-Euro-Projekts könne man erst Mitte März sein.

100 Millionen Euro teuer

Die Hälfte der 100 Millionen Euro zahlt die Schweiz, der Rest verteilt sich auf die elf beteiligten Länder. Die Cheops-Mission ist für dreieinhalb Jahre geplant, die Weltraumforscher wären glücklich, wenn sie fünf Jahre ein Auge ins Weltall werfen könnten. Doch der Satellit und seine Instrumente werden beschädigt durch die kosmische Strahlung, so dass für die Ausmessung der Exoplaneten nach gut drei Jahren die nötige Präzision wahrscheinlich nicht mehr vorhanden ist.

So wird dann nach fünf Jahren ein Motor gestartet, der die Cheops-Mission Richtung Erde steuert. Dort wird sie in der Erdatmosphäre verglühen. «Wir werden keinen Weltraumschrott erzeugen», sagt Willy Benz. Aber vielleicht einen Folgeauftrag für die Erforschung weiterer Exoplaneten erhalten.

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Autor

Bruno Knellwolf

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