Bildunterschrift: Voll integriertes Gaia-Nutzlastmodul mit fast der gesamten mehrschichtigen Isolationsstruktur. Bildnachweis: Astrium SAS
Anfang dieses Monats hat die Gaia-Mission der ESA wichtige Tests bestanden, um sicherzustellen, dass sie den extremen Weltraumtemperaturen standhält. Diese Woche wurde im Astrium-Reinraum von Intespace in Toulouse, Frankreich, das Nutzlastmodul integriert, das für weitere Tests bereit ist, bevor es nächstes Jahr endlich auf den Markt kommt. Dies ist eine gute Gelegenheit, die Grundlagen dieser aufregenden Mission kennenzulernen, die eine Milliarde Sterne in der Milchstraße vermessen und eine 3D-Karte erstellen wird, um deren Zusammensetzung, Bildung und Entwicklung aufzuzeigen.
Gaia wird in einer Entfernung von 1,5 Millionen km von der Erde (am L2-Lagrange-Punkt, der mit der Erde Schritt hält, wenn wir die Sonne umkreisen) und bei einer Temperatur von -110 ° C operieren. Es überwacht jeden seiner Zielsterne über einen Zeitraum von fünf Jahren ungefähr 70 Mal und misst wiederholt die Positionen aller Objekte bis zur Größe 20 (ungefähr 400.000 Mal schwächer als mit bloßem Auge sichtbar) mit einer Genauigkeit von 24 Mikrosekunden ) Auf diese Weise werden detaillierte Karten der Bewegung jedes Sterns bereitgestellt, um deren Ursprung und Entwicklung sowie die physikalischen Eigenschaften jedes Sterns, einschließlich Leuchtkraft, Temperatur, Schwerkraft und Zusammensetzung, aufzuzeigen.
Das Servicemodul enthält die Elektronik für die wissenschaftlichen Instrumente und die Ressourcen des Raumfahrzeugs, wie z. B. Wärmesteuerung, Antrieb, Kommunikation sowie Lage- und Umlaufbahnsteuerung. Während der 19-tägigen Tests Anfang dieses Monats durchlief Gaia die Tests der thermischen Bilanz und des thermischen Vakuumzyklus, die unter Vakuumbedingungen durchgeführt und einem Temperaturbereich ausgesetzt wurden. Die Temperaturen innerhalb von Gaia während des Testzeitraums wurden zwischen -20 ° C und + 70 ° C aufgezeichnet.
„Die thermischen Tests verliefen sehr gut. Alle Messungen lagen nahe an den Vorhersagen und das Raumschiff erwies sich als robust mit stabilem Verhalten “, berichtet Gaia-Projektmanager Giuseppe Sarri.
In den nächsten zwei Monaten werden die gleichen thermischen Tests mit dem Nutzlastmodul von Gaia durchgeführt, das die wissenschaftlichen Instrumente enthält. Das Modul ist mit mehrschichtigem Isolationsgewebe überzogen, um die Optik und die Spiegel des Raumfahrzeugs vor der Kälte des Weltraums zu schützen, das als „thermisches Zelt“ bezeichnet wird.
Gaia enthält zwei optische Teleskope, mit denen die Position von Sternen genau bestimmt und ihre Spektren analysiert werden können. Der größte Spiegel in jedem Teleskop ist 1,45 m mal 0,5 m groß. Die Focal Plane Assembly verfügt über drei verschiedene Zonen, die den wissenschaftlichen Instrumenten zugeordnet sind: Astro, das astrometrische Instrument, das Himmelsobjekte erkennt und lokalisiert; die blauen und roten Photometer (BP / RP), die die Sterneigenschaften wie Temperatur, Masse, Alter und Elementzusammensetzung bestimmen; und das Radialgeschwindigkeitsspektrometer (RVS), das die Geschwindigkeit von Himmelsobjekten entlang der Sichtlinie misst.
Das Fokalebenen-Array wird auch die größte Digitalkamera tragen, die jemals gebaut wurde, den empfindlichsten Satz von Lichtdetektoren, die jemals für eine Weltraummission zusammengebaut wurden, und 106 CCDs mit fast 1 Milliarde Pixeln auf einer Fläche von 2,8 Quadratmetern verwenden
Nach dem Start zeigt Gaia immer von der Sonne weg. L2 bietet eine stabile thermische Umgebung, eine klare Sicht auf das Universum, da Sonne, Erde und Mond immer außerhalb der Sichtfelder der Instrumente liegen, und eine moderate Strahlungsumgebung. Gaia muss jedoch immer noch durch einen riesigen Schatten vor der Hitze der Sonne geschützt werden, um seine Instrumente im permanenten Schatten zu halten. Ein "Rock" wird sich entfalten und aus einem Dutzend separater Paneele bestehen. Diese bilden eine kreisförmige Scheibe mit einem Durchmesser von etwa 10 m. Dies wirkt sowohl als Sonnenschutz, um die Teleskope bei unter –100 ° C stabil zu halten, und seine Oberfläche wird teilweise mit Sonnenkollektoren bedeckt, um Strom zu erzeugen.
Nach Abschluss der Tests wird das Nutzlastmodul Anfang nächsten Jahres mit dem Servicemodul verbunden, und Gaia wird Ende 2013 vom europäischen Weltraumbahnhof in Französisch-Guayana aus gestartet.
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