PLATO (PLAnetary Transits and Oscillations of stars) is een door ESA georganiseerd ruimtemissieproject met als doel het opsporen en gedetailleerd karakteriseren van exoplaneten, met name aarde-achtige planeten rond zonachtige sterren, en het bestuderen van de trillingen (oscillaties) van die sterren om hun eigenschappen en leeftijden nauwkeurig te bepalen.
PLATO maakt deel uit van ESA’s Cosmic Vision-programma en is ontworpen om vanaf een aparte locatie in de ruimte langdurig heldere, stabiele metingen van veel relatief felle sterren te verkrijgen. Het toestel bestaat uit een observatorium met meerdere relatief kleine telescopen (in totaal 26 camera’s) die samen een heel groot gezichtsveld bestrijken. Indien alles verloopt zoals gepland moet PLATO eind 2026 in de ruimte worden gebracht met een Europese Ariane 6 raket. PLATO zal bij zijn lancering een gewicht hebben van 2,3 ton en zal een nominale wetenschappelijke levensduur hebben van vier jaar waarna er mogelijkheid is om dit te verlengen.
Wat gaat PLATO juist doen?
De kernopdracht van PLATO is tweeledig: het vinden van kleine, terrestrische exoplaneten, ook bij langere omlooptijden tot in of nabij de bewoonbare zone van zonachtige sterren en het uitvoeren van gedetailleerde asteroseismologie (sterrentrillingkunde) van de gaststerren. Door beide samen te doen kan PLATO niet alleen de aanwezigheid van planeten bewijzen (via transits: kleine dalingen in helderheid wanneer een planeet voor zijn ster schuift), maar ook zeer nauwkeurige afmetingen en dichtheden van die planeten bepalen (als je straal en massa van de ster kent, kun je die van de planeet bepalen). Bovendien kan PLATO met asteroseismologie de leeftijd en interne structuur van sterren meten, cruciaal om te beoordelen of een planeet lang genoeg stabiel kan zijn geweest voor mogelijke levensontwikkeling. Op basis van deze metingen kunnen astronomische teams doelwitten selecteren voor verdere grondige spectroscopische opvolging (bijvoorbeeld atmosferen bestuderen).
Hoe werkt PLATO?
In plaats van één groot optisch telescoopspiegelsysteem gebruikt PLATO een multi-telescope benadering: 24 ‘normale’ camera’s en 2 ‘fast’ camera’s (voor bijzonder heldere sterren). De 24 normale camera’s werken met een lees-cadans van ongeveer 25 seconden en de twee snelle camera’s met ~2,5 seconden, waardoor PLATO zowel zwakkere als zeer heldere sterren kan volgen zonder verzadiging. Door de lenzen en de grote CCD-beeldvlakoppervlakken kunnen de camera’s enorme gebieden van de hemel tegelijkertijd in de gaten houden (de instantane veldgrootte is duizenden vierkante graden). PLATO wordt geplaatst rond het zon-aard Lagrangepunt (L2), een stabiele plaats ongeveer 1,5 miljoen km van de aarde, wat lange, ononderbroken waarnemingsblokken mogelijk maakt zonder aardverduisteringen en met thermische stabiliteit. De combinatie van continue observatie, multi-camera samenvoeging en hoge fotometrische precisie maakt detectie van zeer kleine helderheidsvariaties (tien- tot honderdsten van procent) mogelijk die horen bij aardachtige transits en bijster uitgekiende steroscillaties.
- PLATO beschikt over 26 afzonderlijke telescopen/camera's
- Elke camera vervaardigt beelden van ongeveer 81,4 megapixels
- Iedere camera beschikt over 4 CCD's elk met 4510 × 4510 pixels
- De CCD's zijn ongeveer 8cm x 8cm groot en worden gekoeld tot ongeveer -65°C om ruis te verminderen
- PLATO moet meer dan 200.000 sterren met hoge precisie in kaart brengen
Wat is de Belgische bijdrage aan PLATO?
België levert een aanzienlijke en herkenbare bijdrage aan PLATO, zowel wetenschappelijk als technisch, via universiteiten en onderzoeksinstituten (vooral KU Leuven, Université de Liège, de Belgische ruimtevaartagentschappen en onderzoekscentra). Belangrijke Belgische rollen omvatten:
- Leiden van het Complementary Science-programma: Onder leiding van de KU Leuven coördineert België de zogeheten Complementary Science, een grote aanvullende data-stroom en wetenschappelijke analyses die zich richten op onderwerpen buiten de kernopdracht (bijvoorbeeld stervariabiliteit, stervorming, galactische structuur en transiënte verschijnselen). Dit onderdeel beslaat een vaste fractie van de datacapaciteit en betrekt honderden onderzoekers.
- Ontwikkeling van PlatoSim (simulator): België (voornamelijk KU Leuven en samenwerkende teams) heeft PlatoSim ontwikkeld, een end-to-end numerieke simulator die realistische PLATO-waarnemingen kan nabootsen: van fotonen in de optiek via CCD-electonica tot uiteindelijke lichtkrommen. PlatoSim is essentieel voor ontwerp-beslissingen, performance-evaluaties, pipeline-ontwikkeling en voorbereiding van de wetenschappelijke analyse tijdens de missie. Dit softwarepakket is wetenschappelijk gepubliceerd en wordt breed gebruikt binnen het PLATO Consortium.
- Instrumentele inbreng: integratie, tests en kalibratie van camera’s: Belgische teams (KU Leuven en Centre Spatial de Liège/Université de Liège) nemen belangrijke verantwoordelijkheden voor de assemblage, integratie, verificatie en kalibratie (AIV) van de PLATO-camera’s en gerelateerde hardware-componenten. Dat omvat mechanische en optische tests en het analyseren van CCD-karakteristieken.
- Wetenschappelijke bijdrage aan data-analyse en stermodellen: Belgische sterrenkundigen (o.a. Université de Liège) ontwikkelen stermodellen en analysetechnieken die nodig zijn om nauwkeurige sterparameters (straal, massa, leeftijd) af te leiden uit PLATO-asteroseismiek; die parameters zijn cruciaal om de planetaire eigenschappen betrouwbaar te kunnen berekenen. Daarnaast zijn Belgische teams betrokken bij het opzetten van follow-up strategieën en bij het voorbereiden van de ground segment-activiteiten. Particuliere financiering en deelname verloopt onder meer via Belspo/PRODEX en nationale onderzoeksprogramma’s.
PLATO vult een unieke niche: het combineert breed-veld zoektocht naar kleine planeten met nauwkeurige karakterisering van hun sterren door asteroseismologie. Daardoor levert het niet alleen ontdekkingen, maar ook hoogwaardige fysische parameters (straal, massa, dichtheid, leeftijd) die essentieel zijn om vragen over habitabiliteit te beantwoorden. De Belgische bijdragen (zowel de simulator-expertise als de hardware-en-AIV en wetenschappelijke analyse) zijn strategisch: ze helpen ervoor te zorgen dat de missie technisch betrouwbaar is én dat de data wetenschappelijk maximaal worden benut. Voor België betekent deelname zowel zichtbaarheid in Europees ruimteonderzoek als toegang voor Belgische onderzoekers tot sleuteldata en samenwerkingsnetwerken.
