Platons planetjagende øje

Nøgleteknologien til ESA's exoplanet-jagt Plato-rumfartøj har bestået et vakuumforsøg for at bevise, at missionen vil fungere som planlagt. Denne testreplika af en 80 cm høj, 12-cm blændekamera tilbragte 17 dage inde i et termisk vakuumkammer.

Test på ESTEC Test Center i Holland reproducerede teleskopets planlagte driftsmiljø i det dybe rum, 1,5 millioner km væk fra Jorden.

"Placeret ved L2 Lagrange-punktet, Platon (PLANetary Transits and Oscillations of stars) vil have 26 af disse kameraer, der peger på de samme målstjerner. De vil tage billeder hvert 25. sekund - hvert 2.5. sekund for de to centrale kameraer - i mindst to år ad gangen for at opdage små skift i lysstyrke forårsaget af exoplaneter, der passerer disse stjerner, " forklarer Yves Levillain, Platons instrumentsystemingeniør.

"Ved at observere med så mange teleskoper på én gang på en meget stabil basis vil vi opnå et meget højere signal-til-støj-forhold end et enkelt stort teleskop. Hvert teleskopkamera vil være vært for fire CCD'er, der producerer 20,3 megapixel billeder, der giver op til 81,4 megapixel pr. kamera og 2,11 gigapixel til det samlede rumfartøj - de fleste pixels nogensinde for en rummission.

"Væk fra solens lysstyrke forventer vi at være i stand til at detektere tilstedeværelsen af ​​jordlignende exoplaneter, hvor livet, som vi kender det, måske kan udvikle sig, og endda at udføre stjerneseismologi, samler beviser for 'stjerneskælv' i de stjerner, vi observerer."

Men først skulle holdet vide, at deres kameradesign var forsvarligt. Kameraets "strukturelle og termiske model", udarbejdet af institutioner og virksomheder i hele Europa, var en næsten replika af en flyvemodel, bortset fra, at dens linser ikke var optisk færdige.

"Vi placerede kameraet i vores VTC-1.5 Space Simulator, bruge flydende nitrogen til at holde det omkring -80°C, " siger Matteo Appolloni fra ESTEC Test Center. "Først og fremmest ville holdet være sikker på, at deres termiske model var korrekt - at kameraet reagerede som forventet på temperaturændringer. Det andet formål med testen var at kontrollere en innovativ temperaturbaseret fokuseringsmetode."

For at opnå den høje optiske præcision, der kræves, brændvidden af ​​hvert Plato-kamera vil blive justeret gennem meget små temperaturskift, får det til at udvide sig eller krympe. Ændring af temperaturen med kun 0,1 °C ved hjælp af en trio af kameravarmere vil justere dens fokuslængde med 1 mikrometer - en tusindedel af en millimeter.

Testen blev overvåget 24 timer i døgnet, syv dage om ugen af ​​personale fra ESA's Platon-missionshold, brancherepræsentanter og European Test Services – virksomheden, der driver Test Center for ESA – opdelt i tre skift dagligt. For at overholde COVID-19-protokollerne arbejdede de fra hinanden og tørrede computere og overflader ned før skiftskift.

"I løbet af dagene af testkampagnen var vi ret sikre på succes, fordi holdet har lagt meget arbejde i de tekniske aspekter, " tilføjer Yves.

"Vores største bekymring skyldtes faktisk pandemien, fordi hvis nogen fangede COVID-19, kan vores test blive afbrudt. Men nu er det grundlæggende design valideret, vi går videre til optisk test af tekniske modeller af kameraet, samt databehandlingstjek, Så om sommeren vil en fuldskala STM af Plato-rumfartøjsplatformen minus kameraerne blive testet her på ESTEC Test Centre."

Platon skal lanceres af Ariane 6 i 2026.