Bereit zur Prüfung der elektromagnetischen Verträglichkeit
An der Universität Bern hat das CHEOPS-Team sämtliche elektrischen und elektronischen Teile in ein Modell des Weltraumteleskops eingebaut, um zu testen, ob die verschiedenen Geräte und Kabel richtig funktionieren und sich nicht gegenseitig stören. Die Prüfung der elektromagnetischen Verträglichkeit findet in der zweiten Februarhälfte in einer Spezialkammer des EMC-Testcenters in Regensdorf, ZH, statt.
Martin-Diego Busch und Sacha Häusler bereiten das CHEOPS-Modell für den Test vor. (Bilder Barbara Vonarburg)
Luca Malvasio prüft den Bordcomputer.
Der unscheinbare, schwarze Kasten, der unterhalb des Teleskops an die künftige Seitenwand des Raumschiffs montiert wird, enthält den Hauptcomputer und die Stromversorgung des Instruments. Auf Englisch „Back End Electronics“, kurz BEE, genannt, ist dies die Hauptschnittstelle zum Raumschiff, was die Stromversorgung und Datenübertragung anbelangt. Es enthält das Stromaggregat, das die vom Raumschiff gelieferte Spannung auf das vom Teleskop benötigten Niveau umwandeln wird, sowie den Bordcomputer des Instruments. Dieser wird die CHEOPS-Bilder in Echtzeit analysieren und Informationen für die genaue Kontrolle der Ausrichtung des Raumschiffs liefern.
Das als BEE bezeichnete Gerät ist auch dafür verantwortlich, dass im Teleskoprohr immer eine konstante Temperatur herrscht, indem es den Strom für eine Heizung im Innern des Rohrs bereitstellt. Obwohl diese Heizung bereits im Teleskoprohr installiert ist, haben die Ingenieure ein zweites, separates Heizgerät gebaut, das gleich funktioniert und einen schnellen Test der Software ermöglicht, bevor das offizielle Prozedere durchgeführt wird. Dieses Gerät liegt auf dem Boden, ist aber mit denselben Kabeln mit dem BEE verbunden, die später auch im Raumschiff verwendet werden. «Obwohl dies hier nur eine Testversion ist, könnte man den Bordcomputer schon fast für den richtigen Satelliten gebrauchen», erklärt die Instrumenten-Managerin Annette Jäckel. Gebaut wurde das BEE vom Institut für Weltraumforschung (IWF) in Graz, Österreich, in Zusammenarbeit mit RUAG AT. Im Januar wurde es dem Berner Team übergeben. «Jetzt sind wir dafür verantwortlich, dass das Gerät funktionstüchtig ist», sagt Annette Jäckel.
Präzise Temperaturkontrolle
Ebenfalls unterhalb des Teleskops, dort wo sich dereinst die Deckplatte des Raumschiffs befinden wird, ist ein zweiter Kasten zu sehen, das sogenannte «Sensor Electronics Module», kurz SEM. Dieses Modul ist entscheidend für den Betrieb des Detektors. Gebaut wurde es vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Berlin. Es steuert den CCD-Detektor, der die Bilder der Mission liefern wird. Zudem kontrolliert es die Temperatur des Detektors und der Elektronik der Fokalebene, indem es heizt, während zwei externe Radiatoren das Instrument kühlen. So können thermisch stabile Bedingungen mit Variationen von bloss einigen Tausendstel Grad garantiert werden.
«Es ist wichtig, dass wir genau die gleichen Anordnungen verwenden wie beim Flugmodell, um verlässliche Testresultate zu bekommen», sagt Annette Jäckel. Das Team benötigte einige Stunden, um sämtliche Kabel richtig zu verbinden. Das CHEOPS-Modell ist an einen Laborcomputer auf dem Tisch daneben angeschlossen. «Dieses Kontrollgerät simuliert das Raumschiff», erklärt Projekt-Manager Christopher Broeg. Die Flugsoftware für das Instrument wurde von der Universität Wien entwickelt.
Massgeschneiderte Notfallausrüstung
In der Kammer am EMC-Testzentrum in Regensdorf werden die Ingenieure die Heizung einschalten, während das Teleskop die Aufnahme von Bildern simulieren wird, obwohl im verwendeten Modell noch kein Spiegel installiert ist. Eine Spezialantenne, die rund um das Instrument herumgeführt wird, soll anzeigen, ob es Störungen gibt. Weil das Modell sehr kompakt ist, lässt sich der Ursprung eines allfälligen Fehlers nicht einfach zurückverfolgen. «Aber hier haben wir unsere Notfallausrüstung», erklärt Annette Jäckel und zeigt auf eine Reihe von elektrischen Schaltern, die, zwischen Kabel und Heizradiatoren gesteckt, fehlerhafte Verbindungen aufspüren können. Die Schalter sowie die entsprechenden Kabel und Verbindungsteile wurden an der Universität Bern speziell für diese Aufgabe zusammengestellt.
Nach dem Test der elektromagnetischen Verträglichkeit wird das CHEOPS-Team gespannt einen weiteren, wichtigen Schritt erwarten: «Im April sollte das Flugmodell des Teleskops in Bern ankommen», sagt Christopher Broeg. Die Optik hat die Firma Leonardo in Florenz hergestellt. Wenn sämtliche Einzelteile und Systeme des CHEOPS-Flugmodells nach Bern geschickt wurden, werden die Ingenieure das Instrument an der Universität zusammenbauen und testen. «Das Instrument sollte im Wesentlichen bis Ende Dezember 2017 gebaut, getestet und geeicht sein», sagt Christopher Broeg. Der Start von CHEOPS ist zurzeit für Ende 2018 geplant.
