Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: ESA.

Dabei haben alle Ergebnisse den Erwartungen entsprochen. Der Orbit liegt in einem Bereich von 263.000 x 707.000 x 370.000 km um L2 in etwa 1,5 Millionen Kilometern Entfernung von der Erde. In der nächsten Woche wird ein weiteres Korrekturmanöver durchgeführt, um die Position zu stabilisieren.

Zur Aktivierung der 7 Videosteuerungseinheiten und der 106 Detektorchips wurden mehr als 20.000 Einzelkommandos gegeben und die jeweiligen Resultate zwischenzeitlich ausgewertet. Die gesamte Prozedur nahm am 3. Januar vier bis 5 Stunden in Anspruch und war bis etwa 17 Uhr MEZ so weit abgeschlossen, dass Kalibrierungs- und Messdaten erzeugt wurden.

Zunächst stammten diese vom Basiswinkelsensor, mit dem der Winkel zwischen den beiden Hauptspiegeln mit großer Genauigkeit unter Zuhilfenahme eines durch einen Laser erzeugten sogenannten künstlichen Sterns, bestimmt wird. Über Veränderungen im Interferenzmuster des zuvor geteilten, über verschiedene Spiegel und Filter geleiteten und schließlich wieder vereinten Strahls lässt sich eine Winkelvarianz ermitteln, die einem Hunderttausendstel der Größe eines Pixels entspricht. Dies ist eine bisher unerreichte Präzision. Anschließend wurden auch erste Bilder übertragen, die aufgrund der noch fehlenden Rotation der Raumsonde aber nur Kalibrierungszwecken dienten und in erster Linie Störsignale durch auf die Sensoren auftreffende geladene Partikel zeigten. Diese müssen später aus den Daten herausgerechnet werden. Also ist auch deren genaue Kenntnis erforderlich.

Gaia soll im Laufe von gut 5 Jahren dem gesamten Himmel während einer langsamen Rotation 70 Mal abscannen und dabei die Positionen, Helligkeiten, Bewegungsrichtungen und -geschwindigkeiten sowie Spektren von etwa einer Milliarde Sternen unserer Galaxie mit höchter Präzision erfassen. Nebenprodukte sind dabei Asteroiden und Kometen in unserem Planetensystem sowie leuchtstarke Objekte außerhalb unserer Sterneninsel. Insgesamt verfügen die Sensoren des Weltraumteleskops über knapp 1 Milliarde Bildelemente (1 Gigapixel).

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Dort befinden sich auf 106 Chips fast eine Milliarde CCDs, die auf verschiedene Lichtwellenlängen reagieren. Dazu gehören ein Radialgeschwindigkeitsspektrometer, Wellenfrontdetektoren, ein großes Astrometriefeld, ein Baisiswinkelmonitor, ein Weitfeldspektrometerbereich, eine Blau- und eine Rotlicht-Photometerzeile sowie ein Infrarot-Spektrometer. Zuvor wird das Licht von 2 Hauptspiegeln mit den Abmessungen 1,45 m x 0,50 m eingefangen, fokussiert und in das System geleitet. Hier wird es über mehrere Umlenkspiegel den entsprechenden Messkomplexen zugeführt und teilweise durch Prismen oder Gitter spektral zerlegt oder durch einen Lichtwegkorrektor geschickt. Die Brennweite der rechteckigen aber sphärischen Hauptspiegel liegt bei 35 Metern.

Nach dem Start am 19. Dezember waren zunächst die grundlegenden Systeme aktiviert worden. Anschließend entfaltete sich der Sonnenschutzschirm wie geplant. Die optisch empfindlichen Teile der Apparatur wurden aufgeheizt, um Verunreinigungen vorzubeugen bzw. zu beseitigen. Die Datenübertragung wurde mit hoher Geschwindigkeit getestet und am 23. Dezember ein spezielles System zur Lageregelung unter Druck gesetzt.

Mit 12 Kaltgaskleinsttriebwerken (2 Gruppen zu je 3 Einsatz- und 3 Reservetriebwerken) soll die Lageregelung mit höchster Präzision erfolgen. Dazu wird Stickstoff mit etwa 310 Bar Druck beaufschlagt und über piezoelektrisch betätigte Ventile in winzigen Portionen ausgestoßen. Die Technologie wurde komplett in Europa entwickelt und ermöglicht Kraftwirkungen pro Impuls zwischen 10 und 150 Mikronewton, bei einer Reaktionszeit von 40 Millisekunden. Die Ventile sollen 500 Millionen Ein-Ausschaltzyklen erlauben, das Messsystem einen Durchfluss mit einer Präzision von 1 Mikrogramm pro Sekunde feststellen. Dadurch soll gewährleistet werden, dass der Messbetrieb ungestört von Vibrationen ablaufen kann.

Am 26. Dezember begann die aktive Abkühlungsphase der Messapparaturen. Am 27. Dezember wurde das Kaltgaslageregelungssystem erfolgreich getestet. Alle Triebwerke arbeiteten in allen Stufen exakt. Am 30. Dezember fand zudem ein erfolgreicher Test des Antriebssystems statt. Hier arbeitet man mit maximal 8 Triebwerken, von denen jedes einen Schub von 10 N bringen kann. Benötigt wird die Kraft am 7. Januar, um in den Zielorbit einzubremsen.

Mittlerweile haben die Messdetektoren die aktive Kühlungsphase abgeschlossen, so dass man bereit ist, diese für einen ersten Test, also ein erstes Bild zu aktivieren. In Astronomenkreisen nennt man dies first light.

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