Bildunterschrift: Vollintegriertes Gaia-Nutzlastmodul, bei dem fast das gesamte mehrschichtige Isolationsgewebe installiert ist. Bildnachweis: Astrium SAS
Anfang dieses Monats hat die ESA-Mission Gaia wichtige Tests bestanden, um sicherzustellen, dass sie den extremen Temperaturen des Weltraums standhält. Diese Woche wurde im Astrium-Reinraum von Intespace in Toulouse, Frankreich, das Nutzlastmodul integriert, das für weitere Tests bereit ist, bevor es im nächsten 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 ihre Zusammensetzung, Entstehung und Entwicklung aufzuzeigen.
Gaia wird in einer Entfernung von 1,5 Millionen km von der Erde (am Lagrange-Punkt L2, der mit der Erde Schritt hält, während wir die Sonne umkreisen) und bei einer Temperatur von -110 °C betrieben werden. Es wird jeden seiner Zielsterne über einen Zeitraum von fünf Jahren etwa 70 Mal überwachen und die Positionen aller Objekte bis hinunter zur Größe 20 (etwa 400.000 Mal lichtschwächer als mit bloßem Auge sichtbar) wiederholt mit einer Genauigkeit von 24 Mikrobogensekunden messen ) Dies wird detaillierte Karten der Bewegung jedes Sterns liefern, um seinen Ursprung und seine Entwicklung sowie die physikalischen Eigenschaften jedes Sterns, einschließlich Leuchtkraft, Temperatur, Schwerkraft und Zusammensetzung, aufzuzeigen.
Das Servicemodul beherbergt die Elektronik für die wissenschaftlichen Instrumente und die Ressourcen des Raumfahrzeugs, wie z. B. thermische Steuerung, Antrieb, Kommunikation sowie Lage- und Bahnsteuerung. Während der 19-tägigen Tests Anfang dieses Monats überstand Gaia die Tests des thermischen Gleichgewichts und des Thermo-Vakuum-Zyklus, die unter Vakuumbedingungen gehalten und einer Reihe von Temperaturen ausgesetzt wurden. Während des Testzeitraums wurden Temperaturen im Inneren von Gaia zwischen -20°C und +70°C gemessen.
„Die thermischen Tests verliefen sehr gut; Alle Messungen waren nahe an den Vorhersagen und das Raumfahrzeug erwies sich als robust mit stabilem Verhalten“, berichtet Gaia-Projektmanager Giuseppe Sarri.
In den nächsten zwei Monaten werden dieselben thermischen Tests am Nutzlastmodul von Gaia durchgeführt, das die wissenschaftlichen Instrumente enthält. Das Modul ist mit einem mehrlagigen Isoliergewebe bedeckt, um die Optik und Spiegel des Raumfahrzeugs vor der Kälte des Weltraums zu schützen, das sogenannte „Thermalzelt“.
Gaia enthält zwei optische Teleskope, die die Position von Sternen genau bestimmen und ihre Spektren analysieren können. Der größte Spiegel in jedem Teleskop ist 1,45 m mal 0,5 m groß. Die Focal Plane Assembly weist drei verschiedene Zonen auf, die mit den wissenschaftlichen Instrumenten verbunden sind: Astro, das astrometrische Instrument, das Himmelsobjekte erkennt und lokalisiert; die Blau- und Rotphotometer (BP/RP), die stellare Eigenschaften wie Temperatur, Masse, Alter, elementare Zusammensetzung bestimmen; und das Radialgeschwindigkeitsspektrometer (RVS), das die Geschwindigkeit von Himmelsobjekten entlang der Sichtlinie misst.
Das Focal-Plane-Array wird auch die größte jemals gebaute Digitalkamera tragen, den empfindlichsten Satz von Lichtdetektoren, der jemals für eine Weltraummission zusammengebaut wurde, mit 106 CCDs mit fast 1 Milliarde Pixeln auf einer Fläche von 2,8 Quadratmetern
Nach dem Start zeigt Gaia immer von der Sonne weg. L2 bietet eine stabile thermische Umgebung, eine klare Sicht auf das Universum, da sich Sonne, Erde und Mond immer außerhalb des Sichtfeldes der Instrumente befinden, und eine Umgebung mit moderater Strahlung. Gaia muss jedoch immer noch durch einen riesigen Schatten vor der Hitze der Sonne geschützt werden, um seine Instrumente im dauerhaften Schatten zu halten. Ein „Rock“ wird sich entfalten, der aus einem Dutzend separater Paneele besteht. Diese entfalten sich zu einer kreisförmigen Scheibe mit einem Durchmesser von etwa 10 m. Dieser dient 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.
Sobald die Tests abgeschlossen sind, wird das Nutzlastmodul Anfang nächsten Jahres mit dem Servicemodul verbunden und Gaia wird Ende 2013 vom europäischen Weltraumbahnhof in Französisch-Guayana gestartet.
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