Afscheid van Gaia: ruimtevaartmissie voor het in kaart brengen van de Melkweg eindigt

Artistieke voorstelling van Gaia bij het observeren van de Melkweg. © Ruimtesonde: ESA/ATG medialab; Melkweg: ESA/Gaia/DPAC; CC BY-SA 3.0 IGO. Erkenning: A. Moitinho. / Artistieke impressie van Gaia die de Melkweg observeert. © Ruimteschip: ESA/ATG medialab; Melkweg: ESA/Gaia/DPAC; CC BY-SA 3.0 IGO. Erkenning: A. Moitinho.

Microstructuur van het Gaia-transmissiegitter. Het raster maakt deel uit van de "Radial Velocity Spectrometer" aan boord van de sonde. © Fraunhofer IOF / Microstructuur van het Gaia-transmissiegitter. Het raster is onderdeel van de "Radial Velocity Spectrometer" aan boord van de sonde. © Fraunhofer IOF

Artistieke weergave van de Melkweg gebaseerd op gegevens van de ESA-ruimtetelescoop Gaia. © ESA/Gaia/DPAC, Stefan Payne-Wardenaar / Artistieke voorstelling van de Melkweg op basis van gegevens van ESA's Gaia-ruimte telescoop. © ESA/Gaia/DPAC, Stefan Payne-Wardenaar

De ruimtemissie Gaia van de Europese Ruimtevaartorganisatie (ESA) leverde sinds haar lancering gedetailleerde beelden van ons thuissterrensysteem, de Melkweg. Na meer dan een decennium is haar brandstoftank bijna leeg en nadert de missie haar einde. Ook Jenaanse technologie speelde een rol: voor een van de spectrometers aan boord ontwikkelden onderzoekers van het Fraunhofer- Instituut voor Toegepaste Optiek en Precisie Meettechniek IOF een sleutelfunctie, die bestand was tegen extreme omstandigheden in de ruimte.

Sinds haar lancering in december 2013 heeft de ruimtesonde Gaia de posities, afstanden, bewegingen en vele andere kenmerken van sterren en andere hemellichamen in onze melkweg in kaart gebracht. De missie had als doel de tot nu toe meest gedetailleerde kaart van de Melkweg te maken en unieke inzichten te verkrijgen in ons kosmische thuis.

Na 11 jaar en ongeveer drie biljoen waarnemingen van circa twee miljard sterren nadert de missie haar einde. In januari 2025 zal Gaia de wetenschappelijke waarnemingen beëindigen.

Toptechnologie voor het onderzoek van de Melkweg

Drie instrumenten aan boord van Gaia maken de kaartvorming van de Melkweg mogelijk. Een daarvan is de »Radial Velocity Spectrometer« (RVS), waarvan een sleutelfunctie, een transmissiegitter voor het meten van de roodverschuiving, ontwikkeld is door het Fraunhofer IOF.

De roodverschuiving meet de bewegingsrichting en -snelheid van sterren. Om aan de hoge eisen van de missie te voldoen, combineerden de onderzoekers van het Fraunhofer- Instituut het principe van optische metamaterialen met hoogresolutie lithografische structuurtechnologie.

De instrumenten moeten extreme omstandigheden doorstaan: de vibraties bij de lancering, grote temperatuurschommelingen in de baan of bijvoorbeeld bij de belasting door inslagen van micrometeorieten. Om deze uitdaging aan te gaan, werkten de onderzoekers van het Fraunhofer IOF succesvol samen met collega’s van het Instituut voor Toegepaste Fysica Jena. Zo leverde Gaia ook na 11 jaar in de ruimte nog steeds nauwkeurige meetgegevens.

Nieuwe perspectieven op de Melkweg

De door Gaia verzamelde gegevens hebben de kennis over de Melkweg fundamenteel verrijkt. Vooral de observaties van sterrenbewegingen, afstanden en hun verdeling leverden nieuwe inzichten in het ontstaan en de ontwikkeling van de sterrenstelsel.

Naast de kaartvorming van sterren binnen ons sterrenstelsel heeft Gaia ook objecten buiten de Melkweg waargenomen. Van asteroïden in het zonnestelsel tot verre sterrenstelsels, de missie heeft waardevolle gegevens geleverd.

Een laatste blik op Gaia

Ook al zijn de wetenschappelijke waarnemingen beëindigd, de missie van Gaia is nog niet volledig afgerond. Voor de komende weken zijn verschillende technologische tests gepland, voordat Gaia wordt geplaatst in haar »ruststand«-baan. De volledige uitschakeling van de sonde is voorzien voor eind maart 2025.

Geïnteresseerde wetenschapsliefhebbers hebben in deze periode nog de mogelijkheid om afscheid te nemen van Gaia met een laatste blik op de ruimtevaartuig: tijdens de komende technologische tests wordt de oriëntatie van Gaia aangepast. Hierdoor wordt de sonde tijdelijk helderder aan de nachthemel en wordt het observeren met kleine telescopen vergemakkelijkt.

Ondanks het naderende einde blijft Gaia een mijlpaal in het onderzoek van het heelal. De geplande publicatie van verdere datasets in 2026 en 2030 zou onze kennis over het universum opnieuw kunnen uitbreiden.