Ein Hochgeschwindigkeits-Teilchen traf das Weltraumteleskop Gaia – aber Gaia kehrte stärker denn je zurück


(Bildnachweis: SA, CC BY)

Im elften Jahr seiner Mission hat das Weltraumteleskop Gaia der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) zwei technische Probleme. Das Teleskop hat seine Zeit im Weltraum damit verbracht, die Positionen und Bewegungen entfernter Sterne präzise zu messen, was für die Astronomen einen enormen Segen darstellt.

ESA erklärte, dass Gaia zunächst von einem sich schnell bewegenden Mikrometeoriten getroffen wurde und dann eine elektronische Fehlfunktion erlitt. Aufgrund dieser Probleme begann das Teleskop, seinen erdgebundenen Betreibern Gigabytes an Datenmüll zu schicken.

„Gaia sendet in der Regel jeden Tag über 25 Gigabyte Daten zur Erde, aber diese Menge wäre noch viel, viel höher, wenn die Software an Bord des Raumfahrzeugs nicht zuerst falsche Sternentdeckungen eliminieren würde“, sagte Edmund Serpell, Betriebsingenieur des Raumfahrzeugs Gaia, in einer Erklärung. Serpell und seine Kollegen mussten sich also verzweifelt um die Probleme kümmern.

Gaia befindet sich bei L2 – dem Lagrange-Punkt, der etwa 1,5 Millionen Kilometer (940.000 Meilen) von der Erde entfernt ist. Dieser Punkt liegt im Schatten der Erde, wo die Anziehungskraft unseres Planeten die der Sonne ausgleicht. Dort draußen, wo nicht einmal eine Spur der Erdatmosphäre vorhanden ist, um sie zu verbrennen, sind Hochgeschwindigkeits-Mikrometeoroiden eine häufige Gefahr. Und obwohl Gaia über ein thermisches Schutzzelt verfügt, das das Observatorium zum Teil vor solchen Mikrometeoroiden schützen soll, ist einer durchgekommen.

Im April stanzte ein Stück Weltraumstaub ein Loch in Gaias Abschirmung, das ausreichte, um einen Splitter Sonnenlicht in Gaias Inneres zu lassen. Obwohl dieser Lichtfleck nur etwa ein Milliardstel der Intensität des Sonnenlichts ausmacht, das die Erdoberfläche erreicht, war er dennoch hell genug, um die Sensoren des Teleskops zu stören.

Zu allem Übel würde Gaia bald ein weiteres Problem bekommen. Gaias Kamera besteht aus 106 ladungsgekoppelten Bauteilen (CCDs) – elektronischen Komponenten, die das auf sie fallende Licht in elektrische Ladung umwandeln. Im Mai fiel einer der CCDs aus. Die Ingenieure wissen nicht genau, was den Fehler verursacht hat, aber er fiel mit dem Sonnensturm zusammen, der den nördlichen Himmel der Erde mit brillanten Polarlichtern erhellte. Die mit dem Sturm einhergehende starke Sonneneinstrahlung könnte die jahrzehntealte Elektronik von Gaia schlichtweg überfordert haben.

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Das Ergebnis des Fehlers ist hingegen eindeutig. Dieser spezielle CCD-Sensor hilft Gaia dabei, falsch-positive Ergebnisse auszusortieren. Ohne seine ordnungsgemäße Funktion und in Verbindung mit der Störung durch den Mikrometeoriteneinschlag leuchteten Gaias Sensoren mit Sternen auf, die nicht existierten.

Da Gaia zu weit von der Erde entfernt war, um von der ESA repariert werden zu können, mussten die Ingenieure von Gaia herausfinden, wie sie beide Probleme aus der Ferne lösen konnten. Sie passten den Schwellenwert an, ab dem Gaia einen entfernten Lichtpunkt als Stern identifiziert, und passten die Optik des Teleskops an, so dass das Teleskop jetzt bessere Daten als je zuvor zurücksendet.

Die Geschichte hat also vorerst ein Happy End. Aber Gaia hat bereits fast doppelt so lange im Weltraum überlebt wie ursprünglich geplant, und alle guten Dinge neigen dazu, zu einem Ende zu kommen.

Rahul Rao

Rahul Rao ist Absolvent des SHERP der New York University und freiberuflicher Wissenschaftsautor, der regelmäßig über Physik, Raumfahrt und Infrastruktur berichtet. Seine Arbeiten sind in Gizmodo, Popular Science, Inverse, IEEE Spectrum und Continuum erschienen. Er fährt zum Spaß gerne mit Zügen und hat jede überlebende Folge von Doctor Who gesehen. Er hat einen Master-Abschluss in wissenschaftlichem Schreiben von der New York University's Science, Health and Environmental Reporting Program (SHERP) und einen Bachelor-Abschluss von der Vanderbilt University, wo er Englisch und Physik studierte.

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