Europa's krachtige Melkweg-mapper wordt geconfronteerd met enkele problemen als controllers de Gaia-telescoop klaarmaken voor operaties. Het blijkt dat er 'strooilicht' in de telescoop stroomt, wat van invloed zal zijn op hoe goed het de sterren eromheen kan zien. Ook zendt de telescoopoptiek niet zo efficiënt uit als het ontwerp had voorspeld.
Controllers benadrukken dat het lichtprobleem alleen van invloed is op de zwakst zichtbare sterren en dat er tests worden uitgevoerd om de impact op de missie te minimaliseren. Toch zal er enig effect zijn op hoe goed Gaia de sterren eromheen in kaart kan brengen vanwege dit probleem.
'Hoewel er waarschijnlijk enig verlies zal zijn ten opzichte van Gaia's pre-launch prestatievoorspellingen, weten we al dat de wetenschappelijke opbrengst van de missie nog steeds immens zal zijn, wat een revolutie teweeg zal brengen in ons begrip van de vorming en evolutie van ons Melkwegstelsel en nog veel meer,' schreef het Gaia-projectteam in een blogpost .
Beide problemen zijn openbaar bekend sinds april , en het team heeft de afgelopen maanden hard gewerkt om de oorzaak op te sporen. Van de twee lijkt het team het meeste succes te hebben met de optische transmissieproblemen. Ze hebben het probleem herleid tot waterdamp in de telescoop die bevriest (geen verrassing aangezien Gaia werkt tussen -100 graden Celsius en -150 Celsius, of -148 Fahrenheit en -238 Fahrenheit.)
Sojoez VS06, met ruimteobservatorium Gaia, werd op 19 december 2013 gelanceerd vanaf de Europese ruimtehaven, Frans-Guyana. (ESA-S. Corvaja)
Het team zette verwarmingen aan op Gaia (op de spiegels en het brandvlak) om van het ijs af te komen voordat de temperatuur weer werd verlaagd, zodat de telescoop zijn werk kan doen. Hoewel er wat ijs werd verwacht (daarom waren de kachels daar), was er meer dan verwacht. Er wordt ook verwacht dat het ruimtevaartuig zijn interne druk in de loop van de tijd gelijk zal maken, waardoor gassen worden uitgezonden die opnieuw kunnen bevriezen en interferentie kunnen veroorzaken, dus er worden meer van deze 'decontaminatie' -procedures verwacht.
Het strooilichtprobleem blijkt hardnekkiger. De lichtgolven van zonlicht en helderdere lichtbronnen in de lucht bewegen waarschijnlijk rond de zonnekap en vloeien in de optiek van de telescoop, wat onverwacht was (maar het team probeert nu te modelleren en uit te leggen).
Misschien was het meer ijs. De uitdaging is dat er geen verwarmingen in het thermische tentgebied waren geplaatst die verantwoordelijk zouden kunnen zijn voor het probleem, dus het team overwoog eerst om de positie van Gaia te verplaatsen om zonlicht op dat gebied te laten vallen en het ijs te laten smelten.
GAIA Telescope Array – Krediet: ESA
Simulaties toonden geen veiligheidsproblemen met het idee, maar 'er is momenteel geen plan om dit te doen', schreef het team. Dat komt omdat sommige tests op grondapparatuur in Europese laboratoria geen sterk bewijs hebben geleverd voor of tegen ijslagen die het strooilicht verstoren. Dus het leek niet veel zin om de procedure te doen.
Dus in plaats daarvan is het idee om 'aangepaste observatiestrategieën' te gebruiken om de gegevens te verzamelen en vervolgens de software op het ruimtevaartuig en op de grond aan te passen om 'de gegevens die we zullen verzamelen het beste te optimaliseren', schreven Gaia-managers.
“Het strooilicht is variabel over Gaia’s brandpuntsvlak en variabel in de tijd, en heeft een ander effect op elk van Gaia’s wetenschappelijke instrumenten en de bijbehorende wetenschappelijke doelen. Het is dus niet eenvoudig om de impact ervan op een eenvoudige manier te karakteriseren”, voegde ze eraan toe. Ze voorspellen echter dat een ster met een magnitude van 20 (de limiet van Gaia's krachten) zijn positionele nauwkeurigheidskaart met ongeveer 50% zou verminderen, terwijl sterren die helderder zijn minder impact zouden hebben.
Een diagram van de lading van de Gaia-telescoop (grootste beschikbare maat). Krediet: Europees Ruimteagentschap
'Het is belangrijk om te beseffen dat voor veel van Gaia's wetenschappelijke doelen, het deze relatief helderdere sterren en hun veel hogere nauwkeurigheidsposities zijn die cruciaal zijn, en daarom is het goed om te zien dat ze in wezen onaangetast zijn. Ook het totale aantal gedetecteerde en gemeten sterren blijft ongewijzigd', voegde de manager eraan toe.
Het team volgt ook een kleiner probleem met een systeem dat verondersteld wordt de scheidingshoek tussen de twee telescopen van Gaia te meten. Het is nodig om te meten hoe kleine temperatuurveranderingen de hoek tussen de telescopen beïnvloeden. Hoewel het systeem prima is, varieert de hoek meer dan verwacht, en er zal meer werk nodig zijn om erachter te komen wat er nu moet gebeuren.
Maar niettemin is Gaia bijna klaar om een wetenschappelijke sessie te starten die ongeveer een maand zal duren. Het team verwacht na die tijd beter grip te hebben op waartoe de telescoop in staat is en hoe hiermee om te gaan. Gaia opereert ongeveer 1,5 miljoen km (932.000 mijl) van de aarde in een zwaartekrachtstabiel punt in de ruimte dat bekend staat als L2, dus het is een beetje te ver voor een huisbezoek zoals we gewend waren met de Hubble-ruimtetelescoop.