Op woensdag 18 december heeft Europa een nieuwe planetenjager in de ruimte gebracht. Zo bracht een Russische Sojoez-Fregat raket vanop de lanceerbasis Kourou in Frans-Guyana de Cheops satelliet met succes in een lage baan om de Aarde. Deze satelliet moet de volgende jaren karakteristieken van een reeks gekende exoplaneten bestuderen.
Cheops, kort voor Characterising Exoplanet Satellite, is een samenwerking tussen ESA en Zwitserland, met belangrijke bijdragen van 10 andere ESA-lidstaten. ESA’s eerste missie toegewijd aan extrasolaire planeten, ofwel exoplaneten, zal bekende planeten onderzoeken buiten ons Zonnestelsel en belangrijk inzicht geven in de natuur van deze verre en vreemde werelden. Wetenschappers hebben lange tijd gegist naar het bestaan van exoplaneten tot de ontdekking van 51 Pegasi b in 1995, de eerste planeet rondom een zonvormige ster. De ontdekkers, Didier Queloz en Michel Mayor, deelden de Nobelprijs voor Natuurkunde in 2019 voor hun baanbrekende ontdekking, dat het begin van een nieuw tijdperk van onderzoek betekende en van exoplanetenonderzoek een van de snelst groeiende gebieden van de astronomie maakte.
In de afgelopen 25 jaar hebben astronomen op aarde en in de ruimte meer dan 4000 exoplaneten rondom sterren – zowel dichtbij als ver - ontdekt, waarvan de meesten in ons Zonnestelsel uniek zijn. Deze uitgebreide verzameling loopt uiteen van gasachtige werelden groter dan Jupiter tot kleinere, rotsachtige planeten bedekt met lava, waarvan de meest voorkomende soort exoplaneet is gevonden tussen de aarde en Neptunus. “Cheops zal de wetenschap van exoplaneten naar een geheel nieuw niveau tillen,” aldus Günther Hasinger, ESA Director of Science.
“Na de ontdekking van duizenden planeten, kan de zoektocht zich nu richten op de karakterisering, het onderzoeken van de fysieke en chemische eigenschappen van vele exoplaneten en te leren uit welke bestanddelen deze zijn gemaakt en hoe deze zijn gevormd. Cheops zal ook de weg vrijmaken voor onze toekomstige exoplanetenmissies, van de internationale James Webb Telescope tot ESA’s eigen Plato- en Ariel-satellieten, waardoor Europees wetenschappelijk onderzoek naar exoplaneten voorop blijft.” Cheops zal zich niet richten op het zoeken naar nieuwe planeten, maar honderden reeds bekende planeten volgen die zijn ontdekt via overige methoden. De missie zal deze planeten observeren op het moment dat deze hun moederster passeren en een fractie van het licht tegenhouden, om hun groottes met ongekende precisie en nauwkeurigheid te meten.
Cheops’ metingen van exoplaneetgroottes zullen worden gecombineerd met bestaande informatie over hun massa om de dichtheid van de planeet af te kunnen leiden. Dit is een belangrijke waarde om de interne structuur en samenstelling van planeten te kunnen bestuderen en te bepalen of deze gasachtig zijn zoals Jupiter of rotsachtig zoals de aarde, of gehuld zijn in een atmosfeer of bedekt in oceanen. “Wij zijn erg verheugd om de satelliet te zien lanceren,” zegt Kate Isaak, ESA Cheops project scientist. “Er zijn zoveel interessante exoplaneten en wij zullen enkele honderden van deze planeten volgen, in het bijzonder de kleinere planeten tussen de aarde en Neptunus. Het lijken de meest voorkomende planeten in onze Melkweg en toch weten we er niet veel van. Cheops zal ons ook helpen de mysteries van deze fascinerende werelden te ontrafelen en ons een stap dichter te brengen bij het beantwoorden van een van de meest diepgaande vragen waar wij mensen over nadenken: zijn we alleen in het universum?”
Cheops zal van sommige planetenin staat zijn om informatie overdeatmosfeer,waaronder de aanwezigheid van wolken en mogelijk zelfs hints over de samenstelling van de wolken,te onthullen.De missie heeft ook de mogelijkheid om tot nu toe onbekende planeten te ontdekken door het meten van kleine variaties inde tijdsduur van een overgang van een bekendeplaneet, welke ook kan worden gebruikt voor de zoektocht naar manen of ringen rondom enkele planeten. Cheops is de eerste Small-class missie geïmplementeerd in het Cosmic Vision 2015–25 programma, de huidige planningscyclus voor ESA's ruimtemissies en is de eerste gelanceerde missie van het programma. Als een Small-classmissie met een betrekkelijk korte tijdsduur – slechts vijf jaar – vanaf de start van het project tot de lancering, bracht deze meerdere uitdagingen met zich mee, waardoor het noodzakelijk is geweest om reeds getestte technologieën in de ruimte te gebruiken en diverse aspecten van het satellietontwerp te ondersteunen.
“Zowel het Cheops-instrument als het ruimtevaartuig zijn gebouwd voor extreme stabiliteit, om zeer kleine variaties te meten in het licht van verre sterren terwijl de bijbehorende planeten voor hen passeren,” aldus Nicola Rando, ESA Cheops project manager. “Voor een planeet zoals de aarde, is het vergelijkbaar met het kijken naar de zon vanaf een verre ster en het schemerlicht te meten met een fractie van een procent.” “Wij kijken nu uit naar het eerste deel van de operationele activiteiten, en te verzekeren dat de satelliet en het instrument naar verwachting werken, klaar voor wetenschappers om hun eersteklas werkactiviteiten uit te voeren.”
Cheops deelde de vlucht naar de ruimte met de Cosmo-SkyMed Second Generation satelliet van ASI, het Italiaanse ruimtevaartagentschap, welke 23 minuten na de lancering werd gescheiden.
Meer info over Cheops
Cheops is een ESA-missie uitgevoerd in samenwerking met Zwitserland, met belangrijke bijdragen van Oostenrijk, België, Frankrijk, Duitsland, Hongarije, Italië, Portugal, Spanje, Zweden en het Verenigd Koninkrijk. ESA is de architect van de Cheops-missie, verantwoordelijk voor inkoop en testen van de satelliet, lancering en vroegtijdige operatiefase, ruimtelijke ingebruikname, en het Guest Observers’ Programme. De hoofdaannemer voor het ontwerp en de bouw van het ruimtevaartuig is Airbus Defence and Space in Spanje. Het consortium van 11 ESA-lidstaten geleid door Zwitserland heeft voorzien in essentiële elementen van de missie.
Cheops is een Small, ofwel S-class, missie binnen ESA’s wetenschappelijke programma. S-class missies hebben een kleiner budget dan Large- en Medium-class missies, en een veel kortere looptijd van project start naar lancering. Deze voorwaarden maken het noodzakelijk om technologieën te gebruiken die reeds in de ruimte zijn getest, en een aantal taken die normaal gesproken door ESA worden uitgevoerd, zoals operationele activiteiten, zullen worden gedaan door het Consortium. Het consortium van de Cheops-missie leidt het controlecentrum bij INTA, in Torrejón de Ardoz, Spanje, en het Science Operations Centre, bij de Universiteit van Genève, Zwitserland.
80% van de wetenschappelijke observatietijd van Cheops is gewijd aan het Guaranteed Time Observing programma, uiteengezet door het Cheops Science Team. De resterende 20% is beschikbaar gemaakt voor de astronomische community in de vorm van een door ESA geleid Guest Observers' programma, met gekozen voorstellen door middel van een competitieve peer-review selectieprocedure.
Tekst: ESA
