Toen de Franse CNES eind 2006 de CoRoT-satelliet lanceerde (Convection, Rotation and planetary Transits), betrad Europa het domein van ultraprecieze ruimtefotometrie, een discipline die sindsdien de kern vormt van moderne ster- en planeetkunde. CoRoT combineerde voor het eerst asteroseismologie (stellaire seismologie) en exoplaneetdetectie in één compacte missie. Deze missie bewees dat langdurige, stabiele fotometrische monitoring vanuit een lage baan haalbaar was, en legde de basis voor latere observatoria zoals Kepler, TESS en PLATO.
CoRoT werd op 27 december 2006 gelanceerd door een Soyuz 2-1B vanaf Baikonur in een circulaire polaire baan van ~896 km hoogte en 90 minuten omlooptijd. De keuze voor een near-polaire baan was bewust: de satelliet kon daardoor lange observatiecampagnes uitvoeren met minimale zonlicht- en aardreflectie-interferentie. De pointing stability werd beter dan 0,5 boogseconde bereikt, essentieel voor fotometrische precisie op het niveau van enkele tientallen ppm. Het instrument bestond uit een afkoelbare afgeleide Ritchey-Chrétien-telescoop met een primaire spiegel van 27 cm, werkend in het 370–1000 nm bereik. Het field of view (FoV) bedroeg 1,3° × 2,8°, opgedeeld in twee zones:
- De Asteroseismologie-module observeerde een beperkt aantal heldere sterren met hoge sampling (32 s).
- De Exoplanet-module volgde tot 12.000 zwakkere sterren simultaan met een sampling van 512 s.
Het brandvlak bevatte vier CCD’s (CCID34 van E2V Technologies), elk 2048×4096 pixels, operationeel rond –40 °C. Twee CCD’s waren toegewezen aan het seismologieprogramma, twee aan het exoplaneetonderzoek. Een prisma vóór de CCD’s in de exoplaneetmodule splitste het sterlicht in drie brede kleurbanden (quasi RGB), een innovatief ontwerp dat differentiële fotometrie mogelijk maakte en systematische fouten minimaliseerde. Het thermische stabiliteitsbudget was extreem kritisch: temperatuurfluctuaties van meer dan 0,1 °C konden fotometrische drift veroorzaken. Daarom gebruikte het ontwerp passieve radiatoren met actieve heaters voor fine control. De volledige telescoop werd ondergebracht in de CoRoTCASE, een structurele aluminium behuizing ontwikkeld door SONACA (België), die zowel thermisch als mechanisch isoleerde van het CNES-platformbusje. De baffle assembly, essentieel voor straylight-reductie, werd ontwikkeld door het Centre Spatial de Liège (CSL) in België. Dit component, 1,7 m lang, intern zwart gecoat en opgebouwd uit een reeks van 9 lichtvallen, reduceerde aard- en zonlichtverstrooiing met een factor >10⁶. De mechanische cover, eveneens Belgisch (ontworpen en gebouwd door Verhaert Space Systems), beschermde de telescoop tijdens lancering en werd in de baan pyromechanisch geopend.
Doelstellingen
De asteroseismologische doelstelling van CoRoT was het meten van radiale en niet-radiale pulsatiemodi met amplitudes tot enkele micro-magnitudes. Voor zonachtige en F-type sterren betekende dit oscillaties met periodes van minuten tot uren, terwijl rode reuzen en β Cephei-sterren langere tijdschalen vertoonden. Voor de exoplanetendoelstelling was de focus gericht op transiterende planeten met perioden tot enkele tientallen dagen. CoRoT kon helderheidsdalingen van <0,1% betrouwbaar meten – voldoende om super-Aardes en Neptunus-analogen te detecteren.
Ontdekkingen en resultaten
Tussen 2007 en 2013 bevestigde CoRoT ruim 30 exoplaneten met gevarieerde eigenschappen:
- CoRoT-1b (2008): de eerste door een Europese ruimtemissie ontdekte exoplaneet, een hete Jupiter met 1,5 dag omloopperiode.
- CoRoT-3b: een object met 22 Jupiter-massa’s, in de grenszone tussen planeet en bruine dwerg, essentieel voor definities van substellairen.
- CoRoT-7b (2009): de eerste confirmed rocky exoplanet met gemeten massa en straal. De planeet draait in 0,85 dagen rond zijn ster; oppervlaktetemperaturen overschrijden 2000 °C. Dit was de eerste empirische bevestiging dat “vaste” exoplaneten bestaan.
- CoRoT-9b: een Jupiter met een baan van 95 dagen, een zeldzaam voorbeeld van een temperate transiting giant, waardevol voor atmosfeermodellering.
- Andere systemen, zoals CoRoT-11b, 12b, 14b, 20b, breidden de parameterruimte van exoplaneten sterk uit.
De transitiecurven van CoRoT waren zo stabiel dat men secundaire eclipsen en zelfs fasemodulaties kon detecteren, wat informatie gaf over planetaire albedo’s en warmteherverdeling. Sommige datasets vertoonden ook aanwijzingen voor orbitale precessie en spotmodulatie op de moederster, nuttig voor steractiviteitsonderzoek. CoRoT detecteerde voor het eerst grootschalig oscillaties in rode reuzen. Deze ontdekking (De Ridder et al., 2009) bewees dat reuzensterren stochastische, door convectie aangedreven trillingen vertonen, analoog aan de Zon maar met sterkere amplitude. Daarnaast leverde CoRoT data voor δ Scuti-, β Cephei-, en γ Doradus-sterren, waarmee interne menging en rotatie konden worden gekwantificeerd. Voor de Zonachtige targets (bijv. HD 49933, HD 181420) werden frequentiespectra tot enkele duizenden μHz bepaald, waarmee de interne differentiële rotatie van deze sterren kon worden afgeleid. Deze resultaten toonden de directe relatie tussen convectie, magnetisme en rotatie, een sleutelelement voor stellaire evolutiemodellen.
Missie en impact
Na de lancering verliep de inbedrijfstelling vlekkeloos. Gedurende de eerste vier jaar voerde CoRoT meer dan twintig campagnes uit. In 2012 trad een computersysteemfout in de DPU (Data Processing Unit) op, die de telemetrie verstoorde. CNES probeerde een redundante modus te activeren, maar na herhaalde mislukkingen werd de missie in 2013 in safe mode gezet. Op 17 juni 2014 werd CoRoT officieel beëindigd. De satelliet werd in een gecontroleerde de-orbit gebracht. Desondanks leverde CoRoT gedurende zijn operationele periode meer dan 160.000 lichtcurven. De dataproducten bleven nog jaren wetenschappelijk actief; veel follow-uppublicaties volgden tot ver in de jaren 2020, onder andere binnen PLATO-voorbereidingsprojecten. CoRoT introduceerde het paradigma van continue ruimtefotometrie. Voor asteroseismologie was dit een revolutie: de interne structuur van sterren werd meetbaar. Voor exoplanetologie bewees het dat transitdetectie vanuit een bescheiden platform wetenschappelijk robuust kon zijn. De missie vormde de directe voorloper van Kepler (gelanceerd 2009) en beïnvloedde de instrumentele keuzes van ESA’s PLATO (gelanceerd 2026).
Belgische bijdrage
België speelde een rol die verder ging dan enkel symbolische deelname: het leverde kritieke hardware, mechanische subsystemen, en wetenschappelijke expertise.
- Het Centre Spatial de Liège (CSL, ULg) ontwierp en kwalificeerde de hoofd-baffle en het dekselmechanisme. Het baffle-ontwerp werd uitvoerig getest op straylight-prestaties in de CSL-vacuümfaciliteiten. De flight hardware werd in 2005 geleverd aan CNES Toulouse.
- Verhaert N.V. (nu QinetiQ Space) bouwde het baffle- en dekselmechanisme, inclusief veerbelaste scharnieren en redundante pyrocutters.
- SONACA produceerde de structurele behuizing (CoRoTCASE), kabelinterconnecties en thermische panelen.
- Alle Belgische bijdragen werden gecoördineerd via het BELSPO PRODEX-programma.
- Het Belgian Asteroseismology Group (BAG)-consortium, geleid door Prof. Conny Aerts (KU Leuven), leverde methodologische en theoretische ondersteuning. De BAG combineerde expertise van KU Leuven, Université de Liège, VUB en het Koninklijk Observatorium van België (KSB/ORB). Belgen participeerden als Co-Investigators in de CoRoT Seismology Working Group, met bijdragen aan: Modelling van oscillatiemodi (via de CLES- en MAD-codes ontwikkeld in Luik). Validatie van seismische frequentie-extractie-algoritmen. Interpretatie van B-sterren en Be-sterren pulsaties. Daarnaast leidde de BAG diverse ground-based support campaigns met de Mercator-telescoop op La Palma.
