Gaia (Raumsond)

D'Raumsond Gaia gouf den 19. Dezember 2013 gestart. Et ass eng astronomesch Weltraumsond vun der Europäescher Weltraumorganisatioun (ESA). Si soll ronn ee Prozent vun de Stären aus eiser Mëllechstrooss (déi aus geschat méi wéi 100 Milliarde Stäre besteet) astrometresch, photometresch a spektroskopesch mat bis dohin onerreechter Genauegkeet kartographesch erfaassen. Gaia ass den Nofollger vun der ESA-Missioun Hipparcos aus de Joren (1989–1993).

Gaia
Maquette vun der Raumsond Gaia
Typ	Fuerschungssatellit
Land	Europa
Agentur	ESA
Mass	2030 kg
Start	19. Dezember 2013, 9:12 Uhr UTC
Startplaz	Centre Spatial Guyanais, ELS
Drorakéit	Sojus-ST
Status	am Orbit

Den Numm Gaia war en Akronym fir „Globalen Astrometreschen Interferometer fir d'Astrophysik“. Hie bezeechent ausserdeem d'Äerdmammegëttin Gaia aus der griichescher Mythologie.

Wëssenschaftlech Ziler

Dat wichtegst wëssenschaftlechst Zil vun der Gaia-Missioun besteet doran, mat Hëllef vun hire Stäremiessungen den Urspronk an d'Entwécklung vun eiser Mëllechstrooss, opzeklären. Déi vu Gaia gesammelt Moossdate solle besonnesch Informatiounen doriwwer liwweren, wou, wéini a wéi d'Stären entstane sinn a wéi si hir Ëmgéigend mat Matière uräichere wa se stierwen. Dozou soll Gaia mat bis dohin onerreechter Genauegkeet d'Positiounen, Distanzen (Parallaxen) a Beweegungen, Radialvitessen) vun ongeféier enger Milliard Stäre bestëmmen.

D'Positiouns- a Parallaxengenauegkeet gëtt fir hell Stäre bis 15 mag, besser si wéi 25 µas (1 µas = 10⁻⁶ Bousekonne) a bei de schwaache Stäre (bei 20 mag) op ronn 300 µas offalen, woubäi dee leschte Wäert ëmmer nach besser ass wéi déi bis elo geneest Miessunge vu ganz helle Stären (500–2000 µas, duerchgefouert am Kader vun der Hipparcos-Missioun). Ausserdeem solle fir eng Milliard Stären Hellegkeet a Faarwe mat héijer Genauegkeet gemooss ginn. Fir déi hellst 100–200 Millioune Stäre soll Gaia zousätzlech gutt opgeléist Spektre liwweren, aus deene Radialvitessen, Temperatur, Uewerflächegravitatioun a cheemesch Zesummensetzung vun de Stäre bestëmmt kënne ginn.

Nieft Informatiounen iwwer d'Struktur an d'Entwécklung vun der Mëllechstrooss erhoffe sech d'Astronome vun dësen Daten nei Erkenntnesser iwwer de bannenzege Opbau, d'Genesis an d'Entwécklung vu Stären.

Eng méiglech zäitlech Ännerung vun der Gravitatiounskonstant G (méi genee: (dG/dt)/G) soll mat enger Genauegkeet vu méi wéi 10⁻¹³/Joer erfaasst ginn. Déi relativ Liichtoflenkung duerch d'Gravitatioun vun der Sonn soll mat enger Genauegkeet vu ronn engem Milliounstel gemooss an d'Liichtoflenkung duerch d'Gravitatioun vun de Planéite fir d'éischt direkt nogewise ginn.

Doriwwer eraus erhoffe sech d'Astronome vun de Gaia-Miessungen d'Entdeckung vun enger grousser Zuel vu bis elo onbekannten Himmelsobjeten, Ofschätzungen no an de follgende Gréisstenuerdnungen:

bis zu enger Millioun Asteroiden a Koméiten an eisem Sonnesystem
drëssegdausend Planéite baussenzeg vun eisem Sonnesystem
fofzegdausend sougenannt Brong Zwergen
en ettlech honnertdausend verbraucht Stäreniwwerreschter, sougenannt Wäiss Zwergen
zwanzegdausend Stären déi explodéieren, sougenannt Supernovaen
honnertdausend Aktiv Galaxien an hir Quasaren, déi wäit ewech leien.

D'Gaia ass fir eng Missiounsdauer vu fënnef Joer ausgeluecht.

Käschten an Industriebedeelegung

D'finanziell Käschte fir d'Missioun mat Start, Buedemkontroll an Notzlaascht belafe sech fir d'ESA op ongeféier 577 Milliounen Euro. D'Käschte fir d'wëssenschaftlech Datereduktioun (déi vun den ESA-Memberlänner bezuelt musse ginn) ginn op ongeféier 120 Milliounen Euro geschat. Industriestudien, déi ronn 15 Milliounen Euro kascht haten, goufen am Joer 2005 zum Ofschloss bruecht. Am Februar 2006 hat d'ESA d'Firma EADS Astrium ugestallt d'Gaia ze bauen. Den 11. Mee 2006 gouf de Bauvertrag vu Gaia tëscht der ESA an Astrium ënnerschriwwen.

Start

De Start war den 19. Dezember 2013 um 9:12 Auer UTC mat enger russescher Sojus-Fregat-Rakéit vum Centre Spatial Guyanais a Franséisch-Guayana.

Ëmlafbunn

D'Positioun vum Lagrange-Punkt L₂

Den 8. Januar 2014 hat d'Raumsond Gaia hiren Orbit ëm de Lagrange-Punkt L₂ erreecht. Den L₂-Punkt ass ongeféier 1,6 Millioune Kilometer vun der Äerd ewech (ongeféier déi véierfach Mounddistanz. Dëse gravitative Gläichgewiichtspunkt leeft op festem Ofstand mat der Äerd ëm d'Sonn an erméiglecht en ongestéierte Bléck op d'Weltall, wéi dat vun enger Äerdëmlafbunn aus net méiglech wier. Gaia soll eng Lissajous-Bunn mat engem mëttleren Ofstand vun zirka 150.000 km ëm L₂ unhuelen, fir sécher ze goen, datt si fir op d'mannst sechs Joer net an den Hallefschiet vun der Äerd (Radius zirka 13.000 km ëm L₂) antrëtt, well dat d'Energieversuergung ënnerbriechen an duerch den Ausdeenungskoeffizient vun den optesche Komponente bei Temperaturännerungen, d'Ofbildungsqualitéit stéiere géif.

Raumgefier

Konstruktioun

Eng bal kreesfërmeg Opstellung vun de Solarzellen an de Sonneschierm beherrschen d'Bild vum Gaia. D'Sonneschëld besteet aus 12 breede Striewen, tëscht deene sech 48 dräieckeg Flächen opspane wann de Schierm ausenaner gefaalt gëtt.

Iwwer dem Sonnenschëld ass eng Kuppel, déi d'Notzlaascht dréit. Ënner der Notzlaascht ass eng zylindresch Versuergungseenheet, an där wichteg Komponente wéi Undriffseenheet, Dateniwwerdroungssystem a Stroumversuergung sinn. De Satellit ass 3-Achsen-stabiliséiert an notzt seng lues Rotatioun aus fir, deen duerch d'Gesiichtsfeld lafenden Himmel kontinuéierlech ofzetaschten. Notzlaascht a Versuergungseenheet leie wärend dem wëssenschaftleche Betrib ëmmer am kille Schiet vum „Sonneschierm“.

Ofmiessungen

Wa sech d'Solarzellen entfaalt hunn, huet Gaia en Duerchmiesser vun eelef Meter. D'Notzlaascht-Kuppel huet en Duerchmiesser vu ronn dräi Meter an eng Héicht vun zwéi Meter. D'Versuergungseenheet huet och en Duerchmiesser vun dräi Meter an ass ee Meter héich.

Mass a Leeschtungskapazitéit

Beim Start hat Gaia eng Mass vu ronn 2030 kg, d'Notzlaascht war 690 kg schwéier. Gaia huet eng total Leeschtungskapazitéit vu 1720 W, wouvun d'Notzlaascht ongeféier 830 W braucht.

Haaptinstrumenter

Gaia dréit dräi wëssenschaftlech Haaptinstrumenter, déi zesumme vun engem Spigelteleskop mat zwéi wäit vunenee getrennte Gesiichtsfelder um Himmel versuergt ginn. D'Teleskop huet kee kreesfërmegen, mä e rechteckege Primärspigel vun 145 cm × 50 cm. All Instrumenter kucken op déi selwecht ëm 106,5° getrennt Himmelssekteuren. Déi béid Gesiichtsfelder sinn ongeféier 1,4° × 0,7° grouss, iwwerdecken um Himmel also déi véierfach Fläch vun der Sonnen- resp. Vollmoundscheif. Erfaasst gi si vun engem Feld vun am Ganzen 106 CCD-Detektere mat enger Opléisung vu jee 4500 × 1966 Pixel.

Astrometrie

E Feld vun 62 dëser CCD-Detekteren an engem 7×9-Raster soll d'Himmelsobjete registréieren. D'Detekterfeld erfaasst wärend der Gaia-Missioun d'Stärepositiounen an d'Stärebeweegungen um Himmel mat héijer Prezisioun.

Photometrie

14 CCD-Detekteren an zwou Reie sollen Hellegkeet a Faarwen an engem breede Wellelängteberäich moossen.

Spektroskopie

De Radialvitessspektrometer benotzt dat selwecht kombinéiert Gesiichtsfeld wéi dat astrometrescht an dat photometrescht Instrument. Et schafft mat 12 CCD-Detekteren, déi d'Linnespektre vun de Stären ophuelen, aus deene sech d'Beweegung vun de Stäre laanscht d'Siichtlinn ofleede loossen. Zesumme mam Photometer gëtt eng genee Klassifikatioun vu villen observéierten Objete méiglech.

Betrib

D'Buedemkontroll an all wëssenschaftlech Operatioune gi vum Europäesche Raumfluchkontrollzentrum (ESOC) zu Darmstadt mat Hëllef vun der spuenescher Buedemstatioun zu Cebreros gemaach.

Literatur

Ulrich Bastian: Projekt Gaia: Die sechsdimensionale Milchstraße. Teil 2: Wo, wann und wie Gaia arbeiten soll. In: Sterne und Weltraum. ISSN 0039-1263, Ausgabe 6/2013, S. 48–55.

Um Spaweck

Commons: Gaia – Biller, Videoen oder Audiodateien

(en) blogs.esa.int/gaia/ Gaia blog
EADS Astrium - Gaia
(en) ESA Overview iwwer d'Gaia
(en) ESA Factsheet iwwer d'Gaia
(en) ESA Science and Technology: Gaia
(en) Gaia Websäit vun der ESA
(en) Gaia Homepage des Astronomischen Rechen-Instituts/ZAH in Heidelberg
GAIA - Satellit fir déi nächst Astronomegeneratioun (Astronews)
Alexander Stirn: Astrometrie. Iebsenzieler am All. Am: spektrum.de. Vom 2. September 2013,ofgeruff den 19. Dezember 2013.
(en) Giuseppe Sarri, Timo Prusti and Ared Schnorhk: ESA's BILLION-STAR SURVEYOR Gaia ready for launch campaign. ESA-Bulletin 155, August 2013. ISSN 0376-4265 e-ISSN 1608-4713, Seite 2.
Interview mam Florian Renk (Missiounsanalyst, ESA) (Podcast: Raumzäit RZ057 Gaia)

ESA Satellitten a Raumsonden
COS-B (1975) • GEOS 1 a GEOS 2 (1977, 1978) • Meteosat (1977–1997) • IUE (1978) • EXOSAT (1983) • Giotto (1985) • Olympus (1989) • Hipparcos (1989) • Hubble (1990) • Ulysses (1990) • ERS 1 an ERS 2 (1991, 1995) • EURECA (1992) • ISO (1995) • SOHO (1995) • Huygens (1997) • XMM-Newton (1999) • Cluster (2000) • Artemis (2001) • Proba (2001) • Envisat (2002) • MSG 1 an MSG 2 (2002, 2005) • Integral (2002) • Mars Express (2003) • SMART-1 (2003) • Double Star (2003) • Rosetta (2004) • SSETI Express (2005) • CryoSat (2005) • Venus Express (2005) • Galileo (2005–2008) • ASTRO-F (2006) • METOP-A (2006) • CoRoT (2006) • GOCE (2007) • SMOS (2007) • Herschel (2009) • Planck (2008) • ADM-Aeolus (2008) • HYLAS (2008) • LISA Pathfinder (2009) • CryoSat-2 (2009) • SWARM (2010) • Gaia (2011) • ExoMars (2013) • BepiColombo (2013) • JWST (2013) • LISA (2015) • Darwin (2015) • Solar Orbiter (2015) • Mars Sample Return (fréistens 2016)