Ein schärferer Blick in neue Welten

Bei der Suche nach Planeten anderer Sterne hilft ab nächstem Jahr ein europäischer Satellit, der in der Schweiz entwickelt wurde. Derzeit wird er bei Ruag Space in Seebach getestet.

Im Reinraum bei Ruag Space in Zürich: Professor Willy Benz vom Center for Space and Habitability der Uni Bern präsentiert den Satelliten Cheops. Foto: Universität Bern/Adrian Moser

Im Reinraum bei Ruag Space in Zürich: Professor Willy Benz vom Center for Space and Habitability der Uni Bern präsentiert den Satelliten Cheops. Foto: Universität Bern/Adrian Moser

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In einem komplett abgeschirmten Reinraum bei Ruag Space in Seebach wird ein Forschungssatellit gegenwärtig Vibrationstests unterzogen. Es ist einer der letzten von vielen Tests, die zeigen müssen, ob der Satellit weltraumtauglich ist. Nächstes Jahr soll er vom europäischen Raumfahrtzentrum Kourou in Französisch-Guyana aus mit einer Sojus-Rakete auf eine Höhe von etwa 700 Kilometer befördert werden. Zweck des Forschungssatelliten ist die genaue Vermessung von sogenannten Exo­planeten, von Planeten, die um andere Sterne als unsere Sonne kreisen.

Das Projekt unter der Bezeichnung Cheops ist ein Gemeinschaftsunternehmen der europäischen Weltraumagentur (ESA) und des Swiss Space Office des Departements für Wirtschaft, Bildung und Forschung. Der Departementschef, Bundesrat Johann Schneider-Ammann, betonte bei der Präsentation des Satelliten am Montag die Wichtigkeit des Projekts. «Die Schweiz ist eine Raumfahrtnation», sagte er gleich zweimal. Dem Anliegen des Bildungsministers und gelernten Ingenieurs, junge Leute für Mint-Berufe zu interessieren, kam ein Malwettbewerb für Kinder entgegen. 2748 verkleinerte Zeichnungen zum Thema Raumfahrt werden mit dem Satelliten ins All fliegen.

Das CH in Cheops steht nicht für «Schweiz», der vollständige Name des Raumfahrzeugs ist «Characterising Exoplanet Satellite». Die Leitung des Projekts, an dem elf Staaten beteiligt sind, hat Willy Benz, Professor an der Abteilung für Raumforschung und Planetenwissenschaften des Physikinstituts der Uni Bern. Die Leitstelle wird sich an der Universität Genf befinden, die mit der Uni Bern zu den international führenden Hochschulen auf dem Gebiet der Planetenforschung zählt.

Mehr Planeten als Sterne

Die Suche nach Planeten, die der Erde gleichen, ist innert weniger Jahre zu einem Spezialgebiet der Astronomie geworden, das Tausende von Wissenschaftlern beschäftigt. Die Frage, ob es irgendwo im Weltall Planeten oder allenfalls Monde gibt, die nach unserem heutigen Verständnis belebt sein könnten, fasziniert auch das Publikum. Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass es in unserer Milchstrasse mehr Planeten als Sterne gibt – Milliarden davon. «Cheops wird nicht nach Leben im Weltall suchen», sagt Willy Benz. Der Satellit werde aber die Grundlagen für die nächsten Schritte auf dem Weg liefern.

Zu beobachten sind Exoplaneten nur indirekt. Auch der neue Satellit wird keine Bilder einer Supererde liefern, die aussehen wie die Aufnahmen der Erde von den Wettersatelliten aus. Eine gängige Methode, einen Planeten zu finden, besteht darin, seine Wirkung auf den Mutterstern zu messen. Fliegt der Planet am Stern vorbei, bedeckt er einen winzigen Teil von dessen Oberfläche. Es entsteht quasi eine Sonnenfinsternis, die minime Helligkeitsreduktion des Sterns lässt sich mit empfindlichen ­Geräten messen. Auch Unregelmässigkeiten in der Bewegung des Sterns, die durch die Passage des Planeten hervorgerufen werden, lassen sich messen. ­Beobachtet man den Stern über eine gewisse Zeit, lässt sich dann einiges über die physikalischen Eigenschaften des Planeten herausfinden.

Mehrere Messkampagnen von Instrumenten auf der Erde und immer häufiger von Satelliten aus haben bereits Tausende von Exoplaneten entdeckt. Cheops soll im Gegensatz zu den bisher eingesetzten Teleskopen nicht neue Exoplaneten in bisher unerforschten Himmelsregionen aufstöbern, sondern Sterne mit bekannten Planeten genauer unter die Lupe nehmen. Cheops wird genau dorthin zielen, wo Exoplaneten sind, und die Vermessung präziser machen, was sich andere Instrumente zunutze machen können. Beispielsweise für die Analyse des Lichtes. Der vorbeiziehende Planet deckt etwas Strahlung des Sterns ab und verändert damit das Spektrum. Daraus lässt sich folgern, welche Elemente auf dem Planeten vorhanden sein müssen. Cheops ist nicht für die Spektralanalyse ausgerüstet, liefert aber exakte Daten über die Umlaufbahn eines Exoplaneten.

Führung bei der Schweiz

Cheops wird nicht reihenweise neue Exoplaneten entdecken, sondern dazu beitragen, das Wissen über bereits entdeckte zu verbessern. Bedarf für solche Verbesserungen besteht reichlich, nach wie vor ist das Wissen über die Exoplaneten bescheiden, die Forscher sind auf viele Überraschungen gefasst. Der Satellit ist für eine Lebensdauer von bis zu fünf Jahren ausgelegt, die Messresultate werden Forscherinnen und Forscher aber darüber hinaus beschäftigen.

Mit Cheops hat die Schweiz erstmals die Führung in einem europäischen Raumfahrtprojekt inne. An der Herstellung waren jedoch nicht nur Schweizer Firmen beteiligt, das Raumvehikel ist aus Bestandteilen zahlreicher Spezialzulieferer zusammengesetzt worden.

Als Würfel mit den Kantenmassen von 1,5 Metern und Projektkosten von 100 Millionen Euro ist Cheops nach den Massstäben der Raumforschung kein Riese. In der Systematik der ESA gehört er als Erster zur S-Klasse. «Small and Fast» ist das Motto für Budget und Zeitplan, beides wird eingehalten. Beim Bau wurden Elemente verwendet, mit denen die Ingenieure bereits Erfahrungen haben, das Risiko wurde damit möglichst klein gehalten. Auch als Startrakete wurde ein bewährtes Modell gewählt.


Dimidium und die anderen

Die Liste der Exoplaneten wird immer länger. Die Suche soll in Zukunft ausgeweitet werden.

Exoplaneten Als die beiden Genfer Astronomen Didier Queloz und Michel Mayor 1995 den ersten Planeten ausserhalb unseres Sonnensystems nachweisen konnten, veränderte sich das Weltbild im wahrsten Sinne des Wortes. Der erste Exoplanet trägt ausser der wissenschaftlichen Bezeichnung inzwischen den von der Internationalen Astro­nomischen Union anerkannten ­Namen Dimidium. Andere heissen etwa Dulcinea, Musica oder Helvetios.

Für alle wird es allerdings nicht genügend Namen geben. Die Liste der Nasa umfasst derzeit 3778 bestätigte Planeten und 4496 Kandidaten. Ein paar Dutzend werden als bewohnbar betrachtet. Generell gibt es jedoch die unterschiedlichsten Typen, eiskalte ebenso wie siedend heisse, ganz kleine wie ganz grosse, verschiedene, die ihren Stern in wenigen Tagen umkreisen, es gibt sogar solche, die zwei Sonnen umrunden.

Beschränkte Information

Mehr über die Exoplaneten und allfällige Monde zu erfahren, ist angesichts der Distanz von vielen Lichtjahren schwierig. Die Forscher sind auf Beobachtungen aus der Ferne angewiesen, verstehen aber inzwischen auch winzige Lichtmengen als Informationsquellen zu nutzen.

Eine Vorstellung davon, wie es auf dem einen oder anderen Exoplaneten aussehen könnte, kann man sich heute nicht machen, zu vieles ist noch offen. Vor allem die Frage nach dem Leben auf anderen Himmelskörpern. In einem Papier der Nasa wird auch die Frage gestellt, ob wir eine andere Art von Leben überhaupt erkennen würden.

Beliebte Planetensuche

Die Erforschung fremder Himmelskörper wird jetzt kräftig vorangetrieben. Der US-Satellit Kepler allein entdeckte seit 2009 rund 2600 Exoplaneten; jetzt geht ihm der Treibstoff aus, mit Tricks wird der Betrieb noch aufrechterhalten. Das Projekt wurde zuvor mehrmals abgelehnt.

Nicht nur die Satelliten Kepler und Spitzer und das Weltraumteleskop Hubble sind an der Suche beteiligt, soeben hat die Nasa ihren Satelliten Tess in Betrieb genommen, die Fertigstellung des James-Webb-Raumteleskops ist nach einigen Problemen wieder auf Kurs – an ­neuen, grösseren Teleskopen auf der Erde und im Weltraum wird geplant.

Auch die Europäer sind beteiligt. Der ESA-Satellit Corot war schon vor Kepler unterwegs. Als nächstes europäisches Projekt nach Cheops ist für einen Start im Jahr 2028 die Exoplanetenmission Ariel vorgesehen, die sich der Atmosphärenchemie widmen wird. (jä) (Tages-Anzeiger)

Erstellt: 27.08.2018, 22:25 Uhr

In Zahlen

700
Kilometer beträgt die Höhe, in der Cheops die Erde umkreist. Die Umlaufbahn führt über beide Pole. Der Satellit befindet sich stets auf der Tag-Nacht-Grenze.

290
Kilogramm schwer ist Cheops. Die Höhe des Satelliten beträgt 1,6 Meter.

1969
ist ein besonderes Jahr für die Weltraumforschung an der Universität Bern. Buzz Aldrin, Astronaut der ersten Mondlandemission, entrollte auf dem Mond ein Sonnensegel, das in Bern entwickelt wurde. Das Segel sammelte Sonnenstaub, der im Berner Labor untersucht wurde.

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