Nach mehr als zehn Jahren im Einsatz steht das Gaia-Observatorium der Europäischen Weltraumorganisation kurz davor, seine Datensammlung in dieser Woche abzuschließen. Astronomen bereiten sich darauf vor, den letzten Datenstrom dieser bahnbrechenden Mission zu empfangen.
Trotz zahlreicher Herausforderungen, darunter technische Probleme und Schäden durch Mikrometeoriten und Sonnenstürme, wurde Gaia als eines der erfolgreichsten Weltraumobservatorien in der Geschichte anerkannt. Das Raumfahrzeug hat jedoch nun einen niedrigen Stickstoffgasvorrat, der für die Positionshaltung erforderlich ist.
Die Datensammlung für Gaia endet offiziell am 15. Januar. Nach dem erfolgreichen Download der letzten Daten und dem Abschluss einer Reihe technischer Tests, die bis Ende März erwartet werden, werden die Techniker der ESA das Raumfahrzeug dauerhaft abschalten.
Für Carme Jordi von der Universität Barcelona, die seit den 1990er Jahren an dem Projekt beteiligt ist, ist es bittersüß, das Ende der Mission zu erleben. „Gaia ist wie unser wissenschaftliches Kind“, bemerkte sie und reflektierte über die jahrzehntelangen Bemühungen, die zu ihrem Start und Betrieb führten.
Die Mission hat ein wertvolles Erbe hinterlassen: ein umfassendes Katalog, das, sobald es abgeschlossen ist, die Positionen, Bewegungen, Helligkeiten, Farben und Entfernungen von etwa 2 Milliarden Sternen umfasst, die mit Mikrosenkunden-Präzision gemessen werden.
„Jeden Tag generiert Gaia über fünf begutachtete wissenschaftliche Publikationen“, sagte Johannes Sahlmann, Projektwissenschaftler am Europäischen Zentrum für Weltraumastronomie in Spanien. „Diese Ergebnisse decken fast alle Bereiche der astrophysikalischen Forschung ab und haben oft transformative Auswirkungen.“
Im vergangenen Jahr trug Gaia zur Entdeckung des massivsten stellaren Ursprungs-Schwarzen Lochs in der Milchstraße bei. Die Daten enthüllten auch 9 Millionen veränderliche Sterne, 165.000 Binärsysteme, 360.000 weiße Zwerge, mindestens 700 offene Sternhaufen und über 150.000 Asteroiden.
Bevor Gaia in den Ruhestand geht, wird sie mehrere technische Tests durchlaufen, darunter einen entscheidenden Test, der sich auf den Winkel bezieht, der ihre beiden Teleskope trennt, während sie den Himmel scannen. Dieser Winkel, der etwa 106,5° beträgt, muss mit Mikrosenkunden-Präzision eingehalten werden, um eine genaue Positionierung der Sterne zu gewährleisten.
Ursprünglich variierte der Winkel erheblich, was das Team dazu veranlasste, ein internes Lasersystem zur Behebung des Problems zu verwenden. Ingenieure werden nun den verbleibenden Stickstofftreibstoff nutzen, um Gaia in Bezug auf die Sonne neu zu positionieren und während dieses Prozesses den Winkel zwischen den Teleskopen zu überwachen.
Diese Tests könnten wissenschaftliche Messungen stören, die einen festen Sonnenwinkel von 45° erfordern, wobei neue Messungen nach dem 15. Januar geplant sind. „Ich glaube nicht, dass die Ergebnisse einen signifikanten Einfluss auf die nächsten beiden Datenveröffentlichungen haben werden, aber sie könnten für zukünftige Raumastrometrie-Missionen sehr wichtig sein“, bemerkte Lindegren.
Die Variation des Sonnenwinkels könnte auch Aufschluss darüber geben, warum Gaia von der Erde aus drei Magnituden schwächer erscheint als vorhergesagt. Die ESA zielt darauf ab, dieses unerwartete Dimmen durch größere Teleskope zu beheben.
Wenn sich der 11 Meter breite Sonnenschild von Gaia während der Tests anpasst, wird das Raumfahrzeug bei einer Magnitude von 14 leuchten, sichtbar durch ein 8-Zoll-Teleskop. Die ESA lädt Amateurastronomen ein, Magnituden- und Farbmessungen einzureichen.
Dieser Ingenieertest wird voraussichtlich zur Verbesserung der Designs zukünftiger Weltraummissionen beitragen. Die ESA hat einen Nachfolger für Gaia vorgeschlagen, der GaiaNIR heißt und die von Staub verdeckten Regionen der Galaxie in nahen Infrarotwellenlängen erkunden und das astrometrische Rahmenwerk von Gaia aktualisieren wird, wodurch das bestehende Katalog erheblich verbessert wird.