Hessen Esa schaltet Gaia ab: "Mission hat die Astronomie für immer verändert"
Elf Jahre lang hat Satellit Gaia die Milchstraße kartiert. Die gewonnenen Daten dürften das Wissen über unsere Heimatgalaxie revolutionieren. Doch jetzt ging der Treibstoff aus. Von Darmstadt aus wurde Gaia auf seine letzte Reise geschickt.
Im Raumfahrtkontrollzentrum ESOC in Darmstadt herrscht am Donnerstagmorgen erwartungsvolle Anspannung. Als Gewinnerin eines Kreativwettbewerbs der europäischen Raumfahrtagentur Esa sendet Trainee Lavinia aus Italien im Hauptkontrollraum per Knopfdruck das Abschaltsignal an den Satelliten Gaia.
"Eine Mission für die Geschichtsbücher"
Sekunden später verschwindet auf einem der großen Bildschirme die Kurve, die das Signal des Satelliten angezeigt hat. Damit geht eine mehr als elf Jahre dauernde Weltraummission, die viele Wissenschaftler als die produktivste überhaupt bezeichnen, zu Ende.
"Diese Mission hat die Astronomie für immer verändert", beurteilt Missionsmanager Uwe Lammers den Wert der gewonnen wissenschaftlichen Daten. "Es ist eine Mission für die Geschichtsbücher der Raumfahrt."
Ende der GAIA-Mission
Milliarden Himmelsobjekte kartiert
Mehr als eine Dekade lang - geplant waren ursprünglich fünf Jahre - hat Gaia unsere Heimatgalaxie, die Milchstraße, untersucht und dabei in einer nie dagewesenen Genauigkeit kartografiert. Dafür wurde der Himmel wieder und wieder abgescannt. Rund zwei Milliarden Objekte wurden erfasst: Sterne, Doppelsterne, interstellare Materie wie Staub und Gas.
Gemessen wurden unter anderem Position, Bewegung, Helligkeit, Temperatur und Zusammensetzung von Sternen und anderer Himmelskörper. Die Gesamtzahl der Beobachtungen addiert sich auf etwa drei Billionen. Die Daten fließen ein in die genaueste 3D-Karte der Milchstraße, die es jemals gegeben hat. Sie soll helfen, Entstehung und Entwicklung unserer Heimatgalaxie besser zu verstehen.
Extreme Genauigkeit
Von außen lässt sich die Milchstraße nicht direkt betrachten, kein Raumschiff kann sie je verlassen. Um ein genaues Bild von ihr zu bekommen, mussten daher die Messungen gewissermaßen von innen heraus erfolgen. Und sie mussten extrem genau sein.
Ein Beispiel: Die Positionen von Objekten, die 4.000 Mal lichtschwächer sind, als dass das menschliche Auge sie noch erfassen könnte, wurden mit einer Genauigkeit von 24 Mikrobogensekunden erfasst. Das sei so, als wolle man den Durchmesser eines menschlichen Haares in einer Entfernung von 1.000 Kilometern messen, erklärt Lammers.
Langrange-Punkt 2: Ein Logenplatz für Teleskope
Von der Erde aus sind solche Messungen nicht möglich. Störungen durch die Atmosphäre oder sogenannte Mikrobeben würden sie verfälschen oder unmöglich machen. Darum wurde im Dezember 2013 Gaia (kurz für "Global Astrometric Interferometer for Astrophysics") ins All geschickt. Knapp eine Milliarde Euro kostete die Mission, wovon die Esa etwa 700 Millionen Euro trägt.
Anspannung im Hauptkontrollraum des ESOC in Darmstadt
Am sogenannten Lagrange-Punkt 2, etwa 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt, reiste Gaia jahrelang auf der Nachtseite unseres Heimatplaneten mit diesem um die Sonne. Ideale Bedingungen für einen ungetrübten Blick ins All mit hochpräzisen Instrumenten.
Kamera mit einer Milliarde Pixel
An Bord hatte Gaia neben zwei optischen Teleskopen etwa eine Kamera mit einer Milliarde Bildpunkten. Eine besondere Bedeutung kam außerdem einem Spektrometer zu. Das Gerät zerlegt das Licht eines Sterns in sein Farbspektrum.
Anhand der Spektrallinien lassen sich nicht nur die in dem Stern enthaltenen Elemente bestimmen. Die sogenannte Rot- oder Blauverschiebung gibt auch seine Radialgeschwindigkeit an, also jene Geschwindigkeit, mit der sich ein Objekt auf die Erde zu oder von ihr wegbewegt.
Kollidierte die Milchstraße mit einer anderen Galaxie?
Gaia hat bei der Durchmusterung des gesamten Himmels Strömungen ganzer Sternengruppen gemessen. Aus den Daten erstellte Animationen zeigen, dass die Milchstraße verformt ist und schwankt. Dies ist vermutlich die Nachwirkung einer Kollision der Milchstraße mit einer anderen Galaxie in der Vergangenheit.
Die anhand von Gaia-Daten erstellte Grafik zeigt die Verformung der Milchstraße
In unserem Sonnensystem wurden mehr als 150.000 Asteroiden kartografiert. Die Bahnen vieler Asteroiden und Kometen können nun besser bestimmt werden. Auch zahlreiche binäre Asteroiden, also solche, um die ein kleinerer Mond kreist, hat Gaia gefunden.
Außerhalb des Sonnensystems wurden viele Exoplaneten entdeckt, fremde Welten, die um Sterne kreisen. Beim Blick über den Tellerrand hat Gaia jenseits der Milchstraße andere Galaxien und Quasare untersucht.
Fünf wissenschaftliche Publikationen jeden Tag
Die Unmenge an Informationen dürfte noch Generationen von Forschern beschäftigen. Bislang wurden drei Kataloge mit Daten veröffentlicht, zuletzt 2022. Laut Esa gab es darauf bereits 580 Millionen Zugriffe.
Daraus sind rund 13.000 wissenschaftliche Veröffentlichungen entstanden. "In den letzten Jahren hatten wir täglich fünf neue Publikationen durch Gaia", sagt Lammers. "Keine andere Mission hat das geschafft." Zwei weitere Releases mit durch Gaia gewonnene Daten sollen 2026 und 2030 erfolgen.
Letzte Ruhestätte "Friedhofs"-Orbit
Doch nun hatte der Satellit sein Lebensende erreicht. Nach mehr als elf Jahren war der Treibstoff, den Gaia für die Ausrichtung der Instrumente an Bord hatte, verbraucht. Seine wissenschaftliche Arbeit hat der Satellit bereits im Januar eingestellt.
Mit den letzten Befehlen schicken die Flugingenieure den Satelliten von Darmstadt aus auf einen "Friedhofs"-Orbit um die Sonne, noch weiter von der Erde entfernt. "Es ist ein emotionaler Tag", sagt Missionsleiter Lammers. "Doch wir wollen nicht trauern, wir wollen feiern, dass es diese Mission gab."
Über eine Nachfolgemission wird derzeit im Rahmen des langfristigen Planungsprogramms "Voyage 2050" der Esa nachgedacht. Sie wird Lammers zufolge aber wohl nicht vor 2045 starten.
