Hol van a Gaia?
(Rovat: Űrcsillagászat Európában - 2014.02.20 07:15.)

Természetesen már a helyén, a Nap–Föld rendszer külső Lagrange-pontja közelében. Na de pontosan hol is?

Erre a kérdésre keresik a választ azok a csillagászok, akiknek a feladata az űrszonda rendszeres megfigyelése. A Földtől mintegy másfél millió km-es távolságban levő Gaia helyzetét 150 m-es, sebességét 2,5 mm/s-os pontossággal kell ismerni ahhoz, hogy az asztrometriai szonda a számára kijelölt feladatokat – elsősorban a Tejútrendszer milliárdnyi csillaga térbeli helyzetének feltérképezését, vagy a Naprendszer kis égitestjeinek megfigyelését – rendben el tudja majd végezni. Egyelőre a tavaly december 19-én startolt, és az L2 ponthoz januárban érkezett űreszköz beüzemelése folyik. Remélt működési élettartama 5 év.

Az alábbi képpáron maga a Gaia látható, a csillagos háttér előtt. Az űrszonda is egy kis fényes pont, amelyet a felismerhetőség kedvéért pirossal bekarikáztak. A két kép 2014. január 23-án készült, mindössze 6,5 perces időkülönbséggel. Az Európai Déli Obszervatórium (European Southern Observatory, ESO) egyik chilei távcsövét (Very Large Telescope Survey Telescope, VST, tükörátmérője 2,65 m) használták a felvételek készítéséhez.

(Kép: ESO)

A Gaia szerencsére megfigyelhető a Földről – ha szabad szemmel nem is, de 1-2 m-es kategóriájú optikai távcsövekkel igen. Erre a róla visszaverődő napfény ad lehetőséget. Pozíciójának minél pontosabb meghatározása érdekében kis és közepes méretű csillagászati távcsövekből álló hálózattal figyelik helyzetét, napi rendszerességgel. A mérési adatok az Európai Űrügynökség (ESA) németországi, darmstadti irányító központjába (ESOC) futnak be, ahol a pályameghatározást végzik. Az optikai megfigyelések hozzájárulnak a hagyományos – és más űreszközök esetén általában elegendő – pályakövetési módszerekkel kapott eredmények pontosításához. A távcsőhálózat tagjaival végzett megfigyelések segítségével a fényes pontocska égi helyzetét 20 ezredívmásodperces pontossággal tudják megadni.

A Gaiát időnként nem csak optikai, de földi rádióteleszkópokkal is figyelik. A mérések azért lehetségesek, mert a szondán rádióadó működik, amelynek segítségével az adatait a Földre sugározzák. Az adó így egy mesterséges rádióforrás az égen, amelynek helyzete a több milliárd fényév távolságban levő rádiósugárzó aktív galaxismagok (kvazárok) látszó égi helyzetéhez képest igen pontosan, ezredívmásodperces precizitással mérhető. Ehhez rádiótávcsövek kiterjedt hálózatának összehangolt, egyidejű méréseire van szükség. A technika neve nagyon hosszú bázisvonalú interferometria (VLBI). A rádió-interferométeres mérések megszervezése összetettebb feladat, így bár sokkal pontosabbak, ezeket mégis ritkábban tudják csak végrehajtani.

Az előkészületek során az optikai megfigyelések (Ground Based Orbit Tracking, GBOT) tervezésénél feltételezték, hogy a Gaia egy 18 magnitúdós csillag fényességének megfelelő pontforrás lesz az égen. A technikát, a számítási módszereket és programokat, az adatáramlást előzőleg az ugyancsak az L2 Lagrange-pont közelében működött űrszondák, például az amerikai WMAP és európai Planck követésével próbálták ki a gyakorlatban. A hírek szerint a Gaia a valóságban a vártnál lényegesen halványabbnak látszik, ami megnehezíti a pontos optikai méréseket. Emiatt feltehetően gyakrabban kell majd támaszkodjanak a rádiós (VLBI) megfigyelésekre is.