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CHEOPS besteht erste Tests
Nach Monaten der Ungewissheit über den Starttermin des CHEOPS-Satelliten wurde schließlich der 17. Dezember 2019 festgelegt. Eine Delegation der Universitäten Bern und Genf war am geplanten Datum anwesend, um an diesem in der Schweizer Raumfahrtgeschichte einzigartigen Ereignis teilzunehmen. Obwohl sich der Start aus technischen Gründen um 24 Stunden verzögerte, verlief er reibungslos.
Am 18. Dezember gegen Mittag (Schweizer Zeit) konnten alle, die an der Entwicklung, dem Bau und der Wissenschaft des Satelliten beteiligt waren, aufatmen: CHEOPS umkreiste die Erde in der richtigen Umlaufbahn. Doch dies war nur der erste Schritt. Willy Benz, Astronom an der Universität Bern und Projektleiter, war sich dessen lächelnd bewusst. “Es ist zwar sehr befriedigend zu wissen, dass sich CHEOPS in der richtigen Umlaufbahn befindet, aber solange wir keine leichte Kurve mit der erforderlichen Präzision haben, werde ich nicht wirklich in der Lage sein, mich auszuruhen.”, so Benz.
Sobald CHEOPS ordnungsgemäß in der Umlaufbahn angelangt war, konnten die Tests zum Betrieb beginnen. Der erste fand am 8. Januar mit der Aufnahme der “Dunkelheit” statt. Dabei wird einfach ein Bild aufgenommen, ohne den Empfänger zu beleuchten, und zum Boden übertragen, um zu sehen, ob die Kamera und die Übertragung vom Satelliten zum Boden funktionieren. Dann kam einer der entscheidenden Momente bei der Inbetriebnahme des Satelliten: das Öffnen der Abdeckung. Diese konnte am 29. Januar erfolgreich abgeschlossen werden.
Dann war alles bereit, um die ersten Bilder zu schiessen. “Sie waren sehr wichtig für uns, um beurteilen zu können, ob die optischen Elemente des Teleskops unversehrt aus dem Raketenstart gekommen sind”, erklärt Willy Benz. “Als die ersten Bilder eines Sternenfeldes auf dem Bildschirm erschienen, hat jeder sofort verstanden: das Teleskop funktioniert”.
Die Bilder konnten jedoch die Öffentlichkeit überraschen, da die Sterne unscharf und dreieckig waren. Doch wie Willy Benz erklärt, ist das normal: “das Teleskop wurde absichtlich defokussiert (um die Bilder zu verwackeln).” Das gesammelte Licht wird auf viele Pixel verteilt, um die Auswirkungen der Bewegungen des Satelliten auf die Bilder zu reduzieren und die photometrische Genauigkeit zu erhöhen. Nach Ansicht des Berner Astronomen wären die Bilder sogar von besserer Qualität als erwartet. Doch bevor der Satellit sich der Wissenschaft widmen kann, für die er bestimmt ist, müssen noch einige weitere Tests durchgeführt werden.
Nicolas Billot, Leiter des wissenschaftlichen Betriebs an der Universität Genf, reiste nach Madrid, genauer gesagt nach Torrejon, wo sich das Missionsoperationszentrum, das MOC, befindet.
Nicolas Billot, was war das Ziel Ihres Aufenthalts in Madrid?
Wir sind dorthin gereist, um uns dem Team anzuschließen, das für die Validierungstests des Verhaltens des Satelliten, die Funktionsweise der Telemetrieverbindung und die Bodenausrüstung zuständig ist. Um sicherzustellen, dass alles normal funktioniert mussten wir potentielle Probleme im Zusammenhang mit den Einsatzbedingungen der CHEOPS im Flug erkennen und lösen.
Wer war dort?
Das MOC-Team, das die Verbindung zwischen dem Genfer SOC und dem Satelliten über die Kommunikationsantennen sicherstellt, eine ESA-Delegation, das Airbus-Team, zu dem der “Flight Director” gehört, sie ist es, die die Operationen orchestriert, und zwei Schweizer Teams, das Berner Team, das mit den Instrumenten verbunden ist, mit Andrea, Chris, Attila und Thomas, und das Genfer Team, das mit dem NCS verbunden ist, bestehend aus Mathias, Adrien und mir.
Wie war Ihr Zeitplan?
Die Hauptaktivität bestand darin, alle zwei oder drei Tage einen Beobachtungsplan zu entwerfen, der zum Satelliten geschickt werden sollte. Während dieser Zeit erhielten wir die Beobachtungen aus dem vorherigen Plan, die wir analysieren mussten, um zu sehen, ob alles den Erwartungen entsprach. Das Volumen der gesammelten Daten war für unser kleines Team relativ groß.
Ist der Datenfluss kontinuierlich?
Nicht ganz. Die Daten kommen (und gehen) in Wellen, etwa 3 bis 4 Mal pro Tag, wenn der Satellit über Madrid hinwegfliegt. Insgesamt hatten wir etwas mehr als 30 Minuten kumulativer Kommunikationszeit pro Tag. Deshalb mussten wir auch die Funktion der Antennen und die Übertragung testen. Wir haben zwei Antennen zur Verfügung, die INTA-Antenne in Torrejon vor dem Gebäude, in dem wir uns befanden, und die ESA-Antenne in Villafranca, ebenfalls in der Nähe von Madrid.
Wie verhält sich der Satellit?
Im Moment verhalten sich der Satellit und das Instrument sehr gut. Natürlich müssen noch einige kleinere Probleme gelöst und die Konfigurationen angepasst werden, bevor der wissenschaftliche Routinebetrieb aufgenommen werden kann, aber alles ist unter Kontrolle. Außerdem sind die ersten Messungen der photometrischen Leistungen vielversprechend. Wir sind auch sehr zufrieden mit der Ausrichtung des Teleskops, die auf die nächste Bogensekunde genau ist. Sogar besser als vorhergesagt. Dies wird durch einen genialen Trick ermöglicht, der darin besteht, die Position des Sterns anhand der vom Instrument aufgenommenen Bilder zu messen. Diese Informationen wird dem Satelliten übermittelt, damit dieser seine Ausrichtung in Echtzeit anpassen kann. Das ermöglicht die Kompensation der so genannten thermoelastischen Verformungen des Satelliten, der sich unter dem Temperaturunterschied zwischen dem hellen und dem dunklen Teil des Satelliten sehr leicht verformt.
Ein Datum für die erste wissenschaftliche Beobachtung ?
CHEOPS soll den wissenschaftlichen Betrieb am 1. April aufnehmen, wenn möglich auch früher.
Haben Sie bereits ein mögliches erstes Zielobjekt?
Das erste wissenschaftliche Ziel ist noch nicht bekannt. Wir wissen bereits von Hunderten von Sternen, die im Rahmen des wissenschaftlichen Programms von CHEOPS beobachtet werden können. Alle diese Sterne stehen im Wettbewerb um den Beobachtungsplan, und wir werden den glücklichen Gewinner erst dann kennen, wenn wir die Planung optimiert haben oder nur wenige Tage vor Beginn der wissenschaftlichen Operationen.