Gaia geraakt door micrometeoroïde en zonnestorm
De Gaia-ruimtetelescoop van de ESA, die in december 2013 werd gelanceerd, is op een missie om de locaties en bewegingen van meer dan een miljard sterren in de Melkweg met extreme precisie in kaart te brengen.
Maar het is niet eenvoudig om een satelliet te zijn: de ruimte is een gevaarlijke plek. De afgelopen maanden hebben supersnel ruimtestof en de sterkste zonnestorm in 20 jaar het vermogen van Gaia bedreigd om de precieze metingen uit te voeren waarom de telescoop bekend staat.
In april trof een klein deeltje, kleiner dan een zandkorrel, Gaia met hoge snelheid. Miljoenen van deze deeltjes, ook wel micrometeoroïde genoemd, verbranden elke dag in de atmosfeer van de Aarde.
Maar Gaia bevindt zich op 1,5 miljoen kilometer van de Aarde, op het tweede Lagrangepunt, L2. Hier, ver van de beschermende atmosfeer van onze planeet, wordt Gaia vaak getroffen door dit soort deeltjes. Er worden schokken verwacht en de ruimtesonde is ontworpen om deze te weerstaan.
Dit object trof Gaia echter met een zeer hoge snelheid en onder precies de verkeerde hoek, waardoor de beschermkap van de ruimtesonde werd beschadigd.
Door de inslag ontstond er een kleine opening, waardoor verdwaald zonlicht – ongeveer een miljardste van de intensiteit van direct zonlicht op Aarde – af en toe de zeer gevoelige sensoren van Gaia kon verstoren.
De ingenieurs van Gaia waren midden in de behandeling van dit probleem toen ze met een ander probleem werden geconfronteerd.
De “miljardpixelcamera” van de ruimtetelescoop is gebaseerd op een reeks van 106 CCD’s – sensoren die licht omzetten in elektrische signalen.
In mei faalde de elektronica die een van deze CCD’s bestuurde: Gaia’s eerste CCD-uitval in meer dan 10 jaar in de ruimte. Elke sensor heeft een andere rol en de betrokken sensor was van cruciaal belang voor Gaia’s vermogen om de detectie van sterren te bevestigen. Zonder deze sensor om zijn waarnemingen te valideren, begon Gaia duizenden valse detecties te registreren.
De oorzaak van de elektronische storing is niet helemaal duidelijk. Gaia is ontworpen om zes jaar in de ruimte door te brengen, maar heeft nu bijna twee keer zo lang overleefd onder zware omstandigheden.
Rond de tijd van uitvallen werd Gaia getroffen door dezelfde gewelddadige uitbarsting van energetische deeltjes van de Zon die spectaculaire poollichtshows over de hele wereld veroorzaakte.
De ruimtesonde is gebouwd om straling te weerstaan, maar tijdens de huidige periode van hoge zonneactiviteit wordt het uiterste van de constructie gevergd. Het is mogelijk dat de storm de druppel was voor dit stuk verouderde hardware van de telescoop
Diverse teams hebben de afgelopen maande nauw samengewerkt om deze problemen te onderzoeken, analyseren en uiteindelijk op te lossen.
Gaia verzendt doorgaans elke dag meer dan 25 Gigabyte aan gegevens naar de Aarde, maar deze hoeveelheid zou veel, veel hoger zijn als de software aan boord van de ruimtesonde niet eerst de detectie van valse sterren zou elimineren.
Beide recente gebeurtenissen hebben dit proces verstoord. Als gevolg daarvan begon de ruimtesonde een groot aantal valse detecties te genereren die de systemen op Aarde overweldigden.
Vanaf een afstand van 1,5 miljoen kilometer is de ruimtesonde fysiek niet te repareren. Door echter zorgvuldig de drempel te wijzigen waarop Gaia’s software een zwak lichtpuntje als een ster identificeert, is men er wel in geslaagd het aantal valse detecties dat wordt gegenereerd door zowel de strooilicht- als de CCD-problemen, flink te reduceren.
Dankzij hard werk en de efficiënte samenwerking van alle betrokken team kon Gaia onlangs weer terugkeren naar zijn routinewerkzaamheden.
In feite maakten de ingenieurs van deze ongeplande verstoring gebruik om de optiek van Gaia’s tweelingtelescopen voor de laatste keer opnieuw te focussen. Als gevolg hiervan produceert Gaia nu enkele van de beste datasets die de telescoop ooit heeft gemaakt.
Eerste publicatie: 18 juli 2024
Bron: ESA
