Zwei Tage nach dem Start passierte Kepler die Umlaufbahn des Mondes und befindet sich jetzt auf einem heliozentrischen Orbit mit einer Umlaufperiode um die Sonne von 373 Tagen. Seine vorläufige Position wird er in einem Abstand von etwa 15 Millionen Kilometern von der Erde finden. Der Grund für die Wahl einer solaren Umlaufbahn liegt darin, dass die Erde in dieser Entfernung keinen der Zielsterne abschattet und durch die Erde verursachte Gravitationseffekte auf die Bahn der Raumsonde ausgeschlossen sind.
Die Ingenieure werden nun etwa zwei Monate beschäftigt sein, die Raumsonde ausgiebig zu testen und die Instrumente zu kalibrieren. Erst danach wird die Mission tatsächlich beginnen.
Kepler wiegt gut 1.100 Kilogramm und ist knapp fünf Meter lang. Seine Solargeneratoren erbringen zusammen eine Leistung von 1100 Watt. Weitere Ausrüstungsgegenstände sind ein strahlungsgehärteter PowerPC Flugcomputer, ein Ka-Band Transponder für die Datenübertragung zur Erde. Das Raumfahrzeug wurde von Ball Aerospace in Boulder, Colorado gebaut.
Die Kamera bekommt ihr Licht über einen gewaltigen 1,4 Meter Schmidt-Spiegel mit 95 Zentimeter Öffnungsweite. Sie wird mit diesem Instrument aber nicht Fotos machen, sondern dieses Teleskop als Fotometer einsetzen. Aber auch damit wären Planeten aber nicht feststellbar, denn sie sind typischerweise weniger als ein Millionstel so hell wie ihre Muttergestirne. Hier muss ein kleiner Trick nachhelfen.
Der Trick liegt darin, dass Kepler nach der so genannten Transit-Methode arbeitet. Er wird mit seiner hoch leistungsfähigen 95-Megapixel Kamera (zum Vergleich dazu: Die Wide Field Camera des Hubble-Space Teleskopes, von dem wir die vielen eindrucksvollen Bilder erhalten, hat eine 0,64 Megapixel-Kamera) einen Fleck am Himmel beobachten, der nicht größer ist, als eine ausgestreckte Hand. Dieser Fleck befindet sich zwischen den Sternbildern Schwan (Cygnus) und Leier (Lyra), etwa in der Mitte zwischen den Sternen Deneb und Wega. Kepler wird - um es ganz simpel auszudrücken - nichts anderes tun, als dreieinhalb Jahr lang immerzu auf dieselbe Stelle im Weltraum zu starren. Untersucht werden dabei Sterne in einer Entfernung zwischen 30 und 1000 Lichtjahren. Die Kamera wird dabei beständig die Helligkeit der beobachteten Sterne unter die Lupe nehmen und diese auf Veränderungen untersuchen. Untersucht werden dabei alle Hauptreihen-Sterne in diesem Feld mit einer Helligkeit über Magnitude 14.
Interessant sind dabei vor allem Zwergsterne der Klassen G, K und M. Diese Sterne sind klein genug, um einen Helligkeitsunterschied bei einem Transit leichter erfassbar zu machen, und sie sind langlebig genug, um eine hohe Wahrscheinlichkeit für ein stabiles Planetensystem aufzuweisen.
Die Transitmethode funktioniert nach dem Prinzip, dass immer dann, wenn ein Planet vor einem dieser Sterne seine Bahn zieht, sich die Helligkeit dieses Sterns um einen winzigen Bruchteil vermindert. Die Wissenschaftler vermessen diese subtilen Helligkeitsunterschiede und den Rhythmus der Veränderung.
In der geplanten Beobachtungszeit von dreieinhalb Jahren können somit alle Planeten festgestellt werden, deren maximale Umlaufperiode um ihr Zentralgestirn bei unter etwa 1,8 Jahren liegt. Dies wären Planeten, die - verglichen mit unserem Sonnensystem - bis auf den halben Weg hinaus zur Umlaufbahn des Mars ihre Bahnen ziehen würden. Das Kernstück der Untersuchungen sind aber Planeten, die ihre Sonnen - verglichen mit den Maßstäben unseres heimischen Planetensystems - im Abstand von nur etwa einer astronomischen Einheit umkreisen. Um einen Planeten schlüssig nachzuweisen, und andere Einflüsse wie beispielsweise Sonnenflecken auszuschließen, muss der Transit dreimal beobachtet werden. Erst dann gilt er als definitiv bestätigt. Diese Forderung diktierte die Missionsdauer von mindestens dreieinhalb Jahren. Allerdings hat Kepler genug Treibstoff an Bord, um auch eine sechsjährige Mission durchführen zu können.
Aus diesen Anforderungen wird auch klar, dass man bei der Mission von Kepler nicht auf schnelle Resultate hoffen kann. Angenommen, die Raumsonde stellt gleich nach ihrer Indienststellung einen Transit fest, der von einem Planeten bei einem sonnenähnlichen Stern auf einer erdähnlichen Bahn durchgeführt wird, dann wird es etwa ein Jahr dauern, bis der zweite Transit vermerkt werden kann und die Umlaufbahn des Planeten somit bestätigt ist. Nimmt man Auswertungs- und Analysezeiten dazu, dann wird ersichtlich, dass kaum vor 2011 erste Bestätigungen für Transits erdähnlicher Planeten vorliegen werden.
Für einige Extremfälle wird man aber schon im kommenden Jahr Resultate erwarteten können, etwa für Planeten in engen Umlaufbahnen um rote Zwergsonnen.
Die Wahrscheinlichkeit mit Hilfe von Kepler ein Planetensystem um einen beliebigen Stern herum zu entdecken wird auf etwa ein halbes bis ein Prozent geschätzt. Dieser doch recht niedrige Prozentsatz liegt darin begründet, dass es nicht genügt, dass ein Planetensystem einfach nur vorhanden ist. Die Ebene der Ekliptik muss zusätzlich so gestaltet sein, dass sie - von Kepler aus gesehen - vor der Sonnenscheibe ihres Heimatgestirns durchläuft. Der Abweichungswinkel darf hier nicht größer als +/- 0.5 Grad sein. Geht man davon aus, dass die Ekliptikbereiche von Sonnen zufällig verteilt sind, kann man davon ausgehen, dass man bei 100.000 beobachteten Sternen und der Annahme, dass jede dieser Sonnen auch ein Planetensystem aufweist, eine Chance von etwa 1:200 besteht, dass ein Planet vor einer Sonne durchläuft und die davon verursachte Helligkeitsschwankung angemessen werden kann.
Seit dem Jahre 1995, damals wurde die erste Entdeckung eines extrasolaren Planeten veröffentlicht, wurden etwa 340 weitere Entdeckungen extrasolarer Planeten gemacht. Die meisten dieser Planeten sind wahrscheinlich Gas-Giganten auf sehr sonnennahen Umlaufbahnen. Nur etwa 20 dürften "erdähnliche" Gesteinsplaneten sein. Die meisten Entdeckungen wurden dabei von terrestrischen Teleskopen gemacht, einige auch vom Hubble-Space Teleskop und dem französischen Astronomiesatelliten CoRoT.
Alles in allem sollte Kepler, basierend auf den heutigen Daten über die Häufigkeit extrasolarer Planeten im Laufe seiner Mission mehrere hundert erdähnliche Himmelskörper entdecken können.
