Gaia : recette en vol terminée !

« La Revue de recette en orbite de Gaia s’est tenue le Vendredi 18 Juillet à l’ESTEC. L’ensemble des composants du système (Satellite, Segment Sol et DPAC) ont été déclarés « prêts pour la phase routine ». » C’est en ces termes que la fin de la recette en vol du satellite Gaia a été annoncée aux personnes ayant travaillé sur Gaia au sein d’Airbus Defence and Space (ex Astrium).

Toutefois, quelques anomalies perturbent encore le démarrage effectif de la mission scientifique de Gaia. Ils restent aux équipes Gaia à effectuer la récupération partielle des performances de la mission RVS (mesure des vitesses radiales) dégradées par la présence de lumière parasite solaire et à expliquer les variations cycliques de l’Angle de Base au-delà des valeurs attendues.

En effet, le problème de lumière parasite, évoqué dans un article précédent, rend plus difficile l’observation des étoiles les moins brillantes.

On peut lire dans cet article de l’ESA que « la lumière parasite est variable selon les orientations et variable dans le temps, et a un effet différent sur chacun des instruments scientifiques de Gaia et les objectifs scientifiques correspondants. Ainsi, il n’est pas facile de caractériser l’impact d’une manière simple ».

Les scientifiques prévoient, cependant, qu’une étoile de magnitude 20 (la limite de performance de Gaia) verrait sa cartographie de précision de localisation réduite d’environ 50%, tandis qu’il y aurait moins d’impact sur les étoiles qui sont plus lumineuses.

L’une des causes possibles de la lumière parasite pourrait provenir de la vapeur d’eau dégazée au début de la mission dans le télescope, qui aurait gelé (normal vu que Gaia fonctionne entre -100 et -150°C). Les miroirs et le plan focal ont été chauffé pour se débarrasser de la glace (problème envisagé à la conception d’où la présence de moyen de chauffage sur ces éléments).

L’équipe projet Gaia s’attend également à ce que la pression interne du satellite s’équilibre dans le temps, et donc qu’ait lieu de nouveaux dégazages et un risque de geler provoquant des interférences. D’autres procédures de «décontamination» seront planifiées si besoin.

Le problème est qu’il n’y a pas de chauffage placé sur la tente thermique elle-même. Il avait été envisagé à un moment d’orienter Gaia de façon à ce que la lumière du soleil frappe l’intérieur de la tente et fasse fondre la glace. Les simulations n’ont montré aucun problème de sécurité avec cette possibilité (la lumière du soleil dans le Plan Focal pourrait l’endommager fortement), mais à ce jour, cela n’est pas planifié. C’est aussi parce que des tests sur des équipements au sol dans les laboratoires européens n’ont montré aucune preuve solide pour ou contre les couches de glace interférant avec la lumière parasite.

Toutefois, une analyse plus poussée suggère qu’il est probable que la lumière parasite provienne également du ciel étoilé lui-même, mais l’équipe projet est en train de modéliser et de tenter d’expliquer le phénomène.

Les scientifiques de Gaia pensent qu’avec quelques techniques intelligentes, ils pourront récupérer une partie de la perte de performance, mais telle quelle, la mission pourra obtenir des mesures de vitesse radiale sur environ 100 millions d’étoiles. De plus, la plupart des mesures scientifiques de Gaia sera fait à la magnitude 15 (4000 fois plus faible que la limite à l’oeil nu), donc non affecté par ce problème de lumière parasite

Le chef de projet Gaia de l’ESA, Giuseppe Sarri, a déclaré dans un article de la BBC : « Nous nous attendions à obtenir un peu de lumière parasite, mais il est plus grand que nous l’avions prévu. Ce n’est pas un problème majeur. Le satellite se porte très bien, tout fonctionne, et maintenant nous nous concentrons sur les choses que nous voulons améliorer. »

L’équipe surveille également un petit problème avec un système qui est censé mesurer l’angle de la séparation entre les deux télescopes de Gaia. Il est nécessaire de mesurer comment de petits changements de température affectent l’angle entre les télescopes. Bien que le système soit très bon, l’angle varie plus que prévu, et d’autres travaux seront nécessaires pour comprendre ce qu’il faut faire ensuite.

L’équipe du projet Gaia a confirmé tout de même que même s’il y aura probablement une perte de rendement par rapport aux prévisions, le retour scientifique de la mission sera toujours immense, révolutionnera notre compréhension de la formation et de l’évolution de notre galaxie, la Voie Lactée.

Articles sources :

• Europe’s Gaia telescope grapples with stray light
• PRELIMINARY ANALYSIS OF STRAY LIGHT IMPACT AND STRATEGIES sur l’ESA Gaia Blog

A lire pour compléter :

Six mois de tests et de calibration par l’Observatoire de Paris