de.wedoany.com-Bericht: Das Plato-Raumfahrzeug der Europäischen Weltraumorganisation hat die letzte große Qualifikationsprüfung vor dem Start bestanden, nämlich den Test der elektromagnetischen Verträglichkeit in der Maxwell-Kammer des ESA-Technologiezentrums in den Niederlanden. Dieses Ergebnis ermöglicht es der Exoplaneten-Mission, wie geplant im Jahr 2027 mit einer Ariane-6-Rakete zu starten.
Im Jahr 2026 versiegelten Ingenieure Plato während eines Tests im ESA-Technologiezentrum in den Niederlanden in der Maxwell-Kammer und betrieben gleichzeitig alle 26 Kameras und Subsysteme, um zu überprüfen, ob das Raumfahrzeug trotz gegenseitiger Interferenz seiner eigenen Elektronik normal funktionieren kann. Die Maxwell-Kammer ist ein 9 Meter hoher Faradayscher Käfig, dessen Innenwände mit Schaumstoffspitzen ausgekleidet sind, um Streufunksignale zu absorbieren und die elektromagnetische Stille des Weltraums nachzubilden. In dieser schalltoten Kammer betrieben die Ingenieure die Elektronik von Plato synchron, um sicherzustellen, dass sich die Subsysteme nicht gegenseitig stören, einschließlich keiner Übersprechstörungen, keines unbeabsichtigten Empfangs von Bord-Sendern und keiner Rauschsignale, die die Erkennung schwacher Signale verunreinigen könnten. Die elektromagnetische Verträglichkeit ist eine technische Norm, die in der Regel erst dann öffentliche Aufmerksamkeit erregt, wenn Probleme auftreten, aber für Plato ist ein Scheitern wissenschaftlich nicht hinnehmbar.
Die Aufgabe von Plato besteht darin, durch die Beobachtung winziger Helligkeitsabfälle aufgrund von Planetentransits erdähnliche Gesteinsplaneten um sonnenähnliche Sterne zu finden. Die ESA-Projektwissenschaftlerin Ana Heras erklärte, dass die Mission Helligkeitsänderungen von weniger als 80 Millionstel der Sternhelligkeit auflösen muss. Bei dieser photometrischen Genauigkeit könnte das Rauschen der eigenen Elektronik des Raumfahrzeugs das Signal überdecken. 26 Kameras starren gleichzeitig auf dasselbe Himmelsgebiet, und jede Kamera muss die Temperatur des optischen Tubus auf Bruchteile eines Grades genau halten, um die Fokussierung zu bewahren. Schaltnetzteile, Reaktionsradmotoren und Datenbusse an Bord des Raumfahrzeugs sind potenzielle Störquellen. Das Ziel des Maxwell-Kammer-Tests war es zu bestätigen, dass die elektromagnetische Umgebung sauber genug ist, um wissenschaftlich nutzbare Daten zu liefern, wenn alle Geräte, einschließlich Kameras, Computer, Sender und Heizungen, gleichzeitig betrieben werden.
Der EMV-Test war die letzte große Umweltqualifikation für Plato. Diese Serie begann Anfang dieses Jahres mit Vibrations- und Akustiktests, die die heftigen Erschütterungen und den Lärm beim Start der Ariane-6-Rakete simulierten. Anschließend wurde das Raumfahrzeug in die große Weltraumsimulationsanlage des Europäischen Raumfahrtforschungs- und Technologiezentrums (ESTEC) verbracht, wo es einen Monat lang einem Thermovakuumtest unterzogen wurde. Im Inneren des Simulators pumpen Pumpen die Kammer auf etwa ein Milliardstel des Atmosphärendrucks, während flüssiger Stickstoff die Kammerwände auf Weltraumtemperatur kühlt. Heizelemente simulieren die Sonneneinstrahlung auf die Solarpaneele und den Sonnenschutz von Plato. Die Ingenieure brachten das Raumfahrzeug in einen Heißbetriebszustand, bei dem die Seite der Solarpaneele auf 150 °C erhitzt wurde, während die Kameras auf der Schattenseite zwischen –70 und –90 °C gehalten wurden, sowie in einen Kaltbetriebszustand, bei dem die Bordheizungen verhindern mussten, dass die Kameras unter ihren Arbeitsbereich einfrieren. Der Projektmanager Thomas Walloschek erklärte, dass die Ingenieure die Bedingungen bewusst über das hinaus verschärft haben, was das Raumfahrzeug im Orbit erleben würde, mit dem Ziel, die Leistung unter nominalen und nicht-nominalen thermischen Bedingungen zu validieren.
Die Mission trägt den Namen Plato, was auf ihr doppeltes Ziel hinweist: Planeten zu suchen und die Sterne, die sie umkreisen, durch Asteroseismologie zu analysieren. Diese Messungen liefern kombiniert Informationen, die in Exoplanetenkatalogen oft fehlen, darunter zuverlässige Alter und Radien der Muttersterne und der sie umkreisenden Planeten. Die Kepler-Mission der NASA hat bereits bestätigt, dass kleine Gesteinsplaneten häufig vorkommen. Der Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) entdeckt sie um nahe helle Sterne. Plato ist darauf ausgelegt, eine spezifische Lücke zu schließen: erdgroße Welten in der habitablen Zone sonnenähnlicher Sterne, deren Eigenschaften ausreichend charakterisiert werden, um anschließende spektroskopische Analysen mit erdgebundenen Großteleskopen und Weltraummissionen wie dem James-Webb-Weltraumteleskop zu ermöglichen. Die meisten bestätigten Exoplaneten umkreisen ihre Sterne in geringer Entfernung. Um einen echten Erdzwilling zu finden – etwa erdgroß, mit einer Umlaufzeit von etwa einem Jahr um einen G-Stern – muss man über Jahre hinweg dasselbe Himmelsgebiet beobachten. Plato wurde genau dafür gebaut und wird seine Mission vom zweiten Sonne-Erde-Lagrange-Punkt aus durchführen.
Der Start von Plato ist auch für seine Trägerrakete Ariane 6 von Bedeutung. Ariane 6 ist Europas Antwort auf die Veränderungen auf dem kommerziellen Startmarkt, und jede pünktliche Auslieferung einer hochkarätigen institutionellen Nutzlast stärkt die Glaubwürdigkeit, dass Europa noch über eine souveräne Schwerlast-Startfähigkeit verfügt. Das Startdatum 2027 hat sich im Vergleich zu früheren Plänen leicht verzögert; für eine so komplexe Mission ist eine Verschiebung um zwei Monate nicht ungewöhnlich und spiegelt wider, dass Qualifikationsaktivitäten selten exakt nach Plan verlaufen.
Weltraummissionen werden oft durch ihre wissenschaftlichen Ergebnisse beschrieben, aber die Arbeit, die sie tatsächlich in den Orbit bringt, findet in monatelangen Tests in Kammern statt. Diese Tests umfassen Rütteltische, die die Startlasten reproduzieren, akustische Hörner, die das Raumfahrzeug mit dem Schalldruck des Raketenstarts beaufschlagen, sowie Thermovakuumläufe. Der EMV-Test steht am Ende dieser Testreihe, um zu überprüfen, ob all die Geräte, die Ingenieure über Jahre hinweg gebaut und integriert haben, tatsächlich als eine einzige Maschine zusammenarbeiten. Ein Raumfahrzeug, das die Vibrations- und Thermotests besteht, aber den EMV-Test nicht, muss auseinandergebaut, neu verkabelt und erneut getestet werden. Dass Plato den Test bestanden hat, zeigt, dass die Integrationsarbeit sehr sauber war. Der Bodensegment der Mission wird sich nun auf die Startvorbereitung, die Transportlogistik und die Analyse der während der Umwelttests gesammelten Daten konzentrieren. Die auf Basis der Daten aus der großen Weltraumsimulationsanlage erstellten thermischen Modelle werden verwendet, um das Verhalten der Kameras im Flug vorherzusagen, sodass die Bediener echte astrophysikalische Signale von thermisch bedingtem Rauschen unterscheiden können.
Plato reiht sich in ein stetig wachsendes europäisches Exoplanetenprogramm ein. Der 2019 gestartete Characterising Exoplanet Satellite (CHEOPS) charakterisiert bekannte Planeten durch präzise Messungen ihrer Radien. Der für Ende dieses Jahrzehnts geplante Atmospheric Remote-sensing Infrared Exoplanet Large-survey (ARIEL) wird die Atmosphären von Exoplaneten untersuchen. Plato übernimmt die Entdeckerrolle; wenn es wie geplant funktioniert, wird es einen Katalog kleiner Planeten um sonnenähnliche Sterne erstellen, die von der nächsten Generation von Instrumenten detailliert untersucht werden können. Entscheidend ist die Statistik, nicht die einzelne Entdeckung; diese Zahlen bestimmen, wie Astronomen die nächste Runde von Missionen entwerfen, einschließlich geplanter direkter Bildgebungs-Observatorien. Ohne den von Plato geplanten Katalog würde all dies nicht geschehen. Der Maxwell-Kammer-Test hat gezeigt, dass die Elektronik bereit ist, und der Starttermin auf der Ariane 6 bestätigt, dass die Trägerrakete gebucht ist.
