GAIA

Nach aktuellen Planungen soll im Jahr 2012 die europäische Forschungssonde GAIA in einen Lissajous-Orbit um den Lagrange-Punkt 2 des Sonne-Erde-Systems befördert werden. Wir haben hier bereits einen Thread zu Technik, Start und Startvorbereitungen: https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=4029.0

Hier soll es vor allem um die wissenschaftlichen Ziele, Fragestellungen und Erkenntnisse der Mission gehen.

GAIA ist in vielerlei Hinsicht die Nachfolgemission der höchst erfolgreichen Hipparcos-Mission, welche den bisher umfangreichsten und genausten Katalog der Sterne in unserer galaktischen Nachbarschaft erstellte. Hipparcos (1989-1993) vermaß die Position, Parallaxe und Eigenbewegung von 118.000 Sternen mit höchster Genauigkeit. Eine Million Sterne wurden mit geringerer Genauigkeit vermessen.

GAIA soll nun, rund 20 Jahre später, über eine Milliarde Sterne katalogisieren und Hipparcos dabei in Sachen astrometrischer Präzision noch um einiges übertreffen.

Die so gewonnen Daten lassen sich in vielerlei Hinsicht nutzen. Ein Ziel der Mission ist die Erstellung eines dreidimensionalen Modells der Sternbewegung in der Galaxis, welches Erkenntnisse über Entstehung und Entwicklung der dynamischen Struktur der Galaxis liefern soll. Ebenso liegen die Prozesse der Sternentstehung und -evolution im Fokus des Forschungsinteresses.

Nebenbei rechnet man durch die hochpräzisen astro- und photometrischen Messungen mit einer Vielzahl von zu entdeckenden Exoplanten, möglicherweise mehrere Zehntausend (im Moment sind rund 430 Exoplaneten bekannt). Erläuterung: Während bei der Astrometrie die genaue Position des Sterns und mögliche periodische Variationen durch einen Planeten beobachtet werden, wird mit der photometrischen Methode nach Helligkeitsschwankungen des Sterns gesucht, welche auf den Transit eines Planeten hindeuten würden.

Ebenso wird mit der Entdeckung vieler kleinerer Körper (z.B. Asteroiden) innerhalb des Sonnensystems gerechnet und auch für die Kosmologie wird GAIA interessant werden. Es sollen bis zu einer halben Million Quasare vermessen werden, sowie eine Vielzahl von Galaxien, was Erkenntnisse über die Entwicklung des Universums liefern wird und möglicherweise zur weiteren Klärung der unbekannten Natur der Dunklen Materie und Energie beitragen.

GAIA wird drei Hauptinstrumente besitzen: Eins für die Astrometrie, eins für die Photometrie und eins für spektrographische Radialgeschwindigkeitsmessungen. Die astrometrische Messgenauigkeit abhängig vom Sterntyp und der scheinbaren Helligkeit bei bis zu 7 Mikrobogensekunden liegen (Hipparcos: 200 Mikrobogensekunden).

Geschützt wird GAIA von einem mächtigen Sonnenschild (ca. 10 m Durchmesser) geschützt:


Credits: ESA - C. Carreau

Im Rahmen des Internationalen Jahrs der Astronomie hat die ESA einen hübschen Vodcast-Beitrag zur GAIA-Mission produziert.    
Science@ESA: Episode 6: Charting the Galaxy - from Hipparcos to Gaia: http://astronomy2009.esa.int/science-e/www/object/index.cfm?fobjectid=45772

Oh, dieser Thread ist ja noch arg kurz. Dabei handelt es sich doch um eine so spannende und schöne Mission.

Der Start ist laut ESA-Bulletin 146 jedenfalls auf Mai 2013 angesetzt.

Oh, dieser Thread ist ja noch arg kurz. Dabei handelt es sich doch um eine so spannende und schöne Mission.

Stimmt zwar, aber irgendwie hört man praktisch nichts neues dazu

http://home.thep.lu.se/~torbjorn/seminars/100203-gaia.pdf
http://mw2011.obs-besancon.fr/2011/brown.pdf

nützlich?

Ich denke mal, dass sich das schnell ändern wird, wenn GAIA erstmal in Betrieb ist. Die Integration sowohl des Servicemoduls als auch der Teleskope schreitet jedenfalls gut voran.

Das dachte man bei JWST auch, das spricht man jetzt von 2018. Ich glaube bei solchen Dingen erst dran, wenn die Sonde im Einsatz ist

MfG websquid
PS: Danke für den Laptop, Klaus

Bei JWST handelt es sich ja weniger um technische Hürden, die den Start hinauszögern. Die schwierige Finanzlage der NASA hat zumindest bei der letzten Startverschiebung um drei Jahre die entscheidende Rolle gespielt.

So schlecht ist die Finanzlage der NASA nicht ... sondern was bei JWST (im Management) mit dem Geld gemacht wurde, hat JWST finanziell ins Trudeln gebracht.

Hier gibt es noch eine Menge Infos zur Mission von GAIA: http://www.esa.int/esaSC/SEMBF8XLDMD_0_spk.html

mfg STS-125

Von welcher Verschiebung redest du denn bitte? Start Oktober 2013 - heißt es heute und hieß es schon vor 9 Monaten.

Ich hab mir den Thread erst gestern mal durchgelesen, und da wird doch um Monate verschoben. "Mai, Juni, August, September, Oktober" Okay, sie haben jetzt den Oktober bestätigt - aber wie sicher ist das?

Und was sind das für Schritte? Monatsweise Projekte verschieben... das ist halt für sinnvolle Öffentlichkeitsarbeit ein Albtraum. Entweder verschätze ich mich gnadenlos (okay, nächsten Monat aber - äh nein doch nicht, der Monat drauf - ups, noch mal nen Monat... oder zwei... aber DER Termin, der steht!...) oder ich handele vorschnell. Beides wirft kein gutes Bild auf das Projekt.

Klar, wer sich ein bisschen mit der Raumfahrt auskennt weis wie das läuft und ist nicht wirklich verwundert - aber für aussenstehende sieht das eher nach Dilettantismus aus.

Greetz

Gaias Hauptaufgabe ist ja nicht die Planetensuche. Man wird also das Teleskop öfter mal drehen. Allerdings verwendet man hier ja nicht nur Photometrie sondern auch Astrometrie und Spektroskopie, so dass man prinzipiell drei Verfahren anwendet, mit denen Exoplaneten aufgespürt werden können. Und sowohl die Spektroskopie als auch bis zum gewissen Grad die Astrometrie verlangen keine Dauerbeobachtung wie die Transitmethode.

Trotzdem schade, dass die Kepler-Mission nun an einem mechanischen Problem scheitert.

Gaias Hauptaufgabe ist ja nicht die Planetensuche

Erwartet werden 30.000 neue Exoplaneten... auch wenn das nicht die Hauptaufgabe von Gaia ist, so ist dies doch eine enorme Anzahl

Bis du sicher, dass die Zahl stimmt? Dann wäre Kepler ja weit in den Schatten gestellt!?

Ja ziemlich

Aktuell heißt es:

Planet Detection
For stars within a distance of approximately 150 light-years from the Sun, Gaia is expected to find every Jupiter-sized planet with an orbital period of 1.5 - 9 years. It will do this by watching out for tiny wobbles in the star's position. This behaviour is caused when a star is tugged by the gravitational pull of a planet in orbit around it. In our own Solar System Jupiter, and to a lesser extent all the other planets, do this to the Sun, making it wobble. Estimates suggest that Gaia will detect between 10 000 and 50 000 planets beyond our Solar System.

http://sci.esa.int/science-e/www/object/index.cfm?fobjectid=28890

Gut, die 30.000 stehen da als Zahl jetzt nicht mehr so - aber 10-50 Tausend ist auch ne ähnliche Ansage

An anderer Stelle (etwas aktueller), steht dann noch das:

Estimates suggest that Gaia will detect about 15 000 planets beyond our Solar System. It will do this by watching for tiny movements in the star’s position caused by the minute gravitational pull of the planet on the star.

http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Gaia_factsheet

Also nur halb so viel.. .aber sollte immer noch reichen um beeindruckend zu sein

Spannend daran ist, dass Gaia als erstes System in großem Maßstab mit Astrometrie nach Planeten suchen wird - während Transitsysteme nur für etwa 0° Systeminklination (relativ zur Beobachtungsachse) funktionieren und RV-Systeme auch am besten bei 0° funktionieren, hat diese Methode ihr Optimum bei 90°.

Ebenso wie die RV-Methode kann man mit Astrometrie im Prinzip nur Minimalmassen der Planeten bestimmen. Für einen weiten Bereich von Gaia-Planeten (nur nicht bei wirklich großen Inklinationen) wird man aber durch RV-Messungen ebenfalls den Planeten nachweisen können. Dann kennt man sowohl die m*cos(i) als auch die m*sin(i) des Planeten und kann daraus exakt Masse und Inklination des Systems bestimmen - etwas, was derzeit fast nur für Transit-Planeten bekannt ist (nämlich da grundsätzlich i=~0°, m=m*sin(i))

Man muss aber auch klar sagen - Gaia ist eher für schwere Planeten geeignet, leichte Planeten wird man damit kaum finden können. Insofern kann Gaia auf keinen Fall Kepler in den Schatten stellen, was die "spannenden" Systeme betrifft (terrestrische Planeten in habitabler Zone). Interessant wird das ganze in dieser Hinsicht nur dann, wenn man bei den dann  entdeckten "habitablen" Jupitern Exomonde nachweisen können sollte... Aber das kann Gaia selbst auf keinen Fall leisten, sondern ist auf sonstige Nachfolgebeobachtungen angewiesen.

Photometrie (also Transits) und Spektrometrie (RV-Messungen) kann man bei Gaia als Methoden zur Planetensuche übrigens komplett vergessen - für Transits guckt man zu kurz auf die Sterne, für RV-Messungen ist das Teil viel zu ungenau... Messgenauigkeit im Bereich 1km/s, während HARPS und co mittlerweile <1m/s liegen.

Zitat von: GG am 17. Mai 2013, 10:42:19

Gaias Hauptaufgabe ist ja nicht die Planetensuche

Erwartet werden 30.000 neue Exoplaneten... auch wenn das nicht die Hauptaufgabe von Gaia ist, so ist dies doch eine enorme Anzahl

Das hast Du aus meiner Präsentation für Ollis ersten Vortrag. Ich konnte ihn ja leider nicht selbst halten. Inzwischen hat man ja die Zahl in ein Intervall umgewandelt.

Trotzdem muss man für die Planetenentdeckung einige Zeit dasselbe Blickfeld beobachten, während Astrometrie und Spektroskopie bei Sternen schneller geht. Vielleicht gewinnt man aber aus der Mission das erforderliche Know How, einen speziellen Planetensucher zu bauen. CHEOPS reißt mich im Gegensatz zu Gaia nicht so recht vom Hocker. (Vielleicht kommt das noch, ist ja noch 'ne Weile hin.)

Das hast Du aus meiner Präsentation für Ollis ersten Vortrag.

Vielleicht auch, aber ich hab extra Wikipedia gefragt bevor ich hier dazu gepostet hab. Aber wenn nachgefragt wird braucht man ja belastbarere Quellen

CHEOPS reißt mich im Gegensatz zu Gaia nicht so recht vom Hocker. (Vielleicht kommt das noch, ist ja noch 'ne Weile hin.)

Cheops ist ja auch ne Nummer kleiner (auch von den Kosten her), da kann man nicht so viel erwarten

GAIA ist eindeutig die derzeit spannendste Mission. Drücken wir die Daumen. 

Man kann nur hoffen, dass die ganzen Roverfans das jetzt nicht lesen...

Aber meine  Zustimmung hast du

Hehe Ihr Beiden,

Zitat von: Major Tom am 22. August 2013, 16:44:05

GAIA ist eindeutig die derzeit spannendste Mission. Drücken wir die Daumen. 

Man kann nur hoffen, dass die ganzen Roverfans das jetzt nicht lesen...

Aber meine  Zustimmung hast du

da kann nur jemand nicht zustimmen,
dem die Neugierde abhanden gekommen ist.!
Und Daumendrücken ist selbstverständlich.

Mit einen Blick über den Tellerrand
grüßt Euch Gertrud

Hallo,

zu den "Roverfans" : 

Beim Mars ist es so, dass sich die beiden derzeit dort aktiven Rover auf einem Terrain bewegen, welches bereits Jahre zuvor durch die diversen früheren oder teilweise immer noch aktiven Marsorbiter ausführlich dokumentiert und kartografiert wurde.

Ganz krass gesagt : Ohne die fundamentären Grunddaten dieser Orbiter gäbe es heute keine Rover auf dem Mars, welche uns von dort aus fast täglich mit neuen Daten versorgen...

Seht das Ganze jetzt einmal eine Nummer größer :  GAIA wird nicht nur einen der Grundsteine für die Erforschung unseres Sonnensytems, sondern vielmehr für die Erkundung unserer Galaxie und des gesamten Universums legen. Auf den Daten, welche im Rahmen dieser Mission gewonnen werden sollen, werden weitere, dann noch einmal spezialisiertere Missionen basieren. Die daran beteiligten Wissenschaftler, welche gegenwärtig teilweise noch als Studenten an ihren Diplomen basteln dürften, werden dabei über Jahrzehnte hinweg mit neuen, noch zu analysierenden Daten versorgt werden.

Und ich ( als "Roverfan" ) freue mich darauf, der GAIA-Mission folgen zu dürfen!!! 

Schöne Grüße aus Hamburg - Mirko

Hallo Zusammen,
Zwei Videos zu GAIA,
dies zeigt die Entfaltung des 10 m breiten Sonnenschutzes von GAIA.
ws
http://spaceinvideos.esa.int/Videos/2013/06/Gaia_sunshade_deployment

Hier wird das Zusammenspiel der Spiegel in einer Animation gezeigt.
ws

Mit den besten Grüßen
Gertrud

Weiß jemand ob es für das erreichen des Lagrange Punkts ein (bei begrenztem Treibstoff) "Zeitfenster" gibt

Das geht im Prinzip jederzeit. Höchstens wenn der Mond gerade im Weg steht auf der Route nicht, aber das sind ja nur ein paar Tage im Monat, wo der deutlichen Einfluss hat.

Im aktuellen Portalartikel zu Gaia hat sich ein kleiner Fehler eingeschlichen:

Sie sind auf einem extrem verformungsresistenten Keramik-Träger aus Silikonkarbid montiert.

"Silikoncarbid" gibt es nicht. Das muß Siliziumcarbid heißen. Das kommt von falschen Übersetzungen aus dem Englischen.
Siliziumcarbid heißt im englischen silicon carbide, denn silicon ist Silizium. Unser Silikon heißt auf englisch silicone. Dieses kleine "e" macht chemisch gesehen (und damit bezüglich der Eigenschaften) einen Riesenunterschied.

Hallo Besucher,

danke für die geduldige Erklärung, wieder was gelernt. Die Feinheiten in der ach so einfachen englischen Sprache sind auch immer wiedervertrackt.

Viele Grüße

Roland

Ja - bin ich in englischen Foren auch schon mit reingefallen - da wollte ich 'Plastiktitten' mit 'Made in Silicon Valley' betiteln, wobei richtigerweise 'Silicone Valley' gemeint war... 

-ZiLi-

Hallo Zusammen,
eine Animation über das Scannen des Himmels von GAIA.


Mit den besten Grüßen
Gertrud
Edit: Link erneuert