Conception : Gaia, le successeur d’Hipparcos

Sur la mission Hipparcos (1989-1993), il a été appliqué  le principe proposé initialement par Pierre Lacroute en 1967 : avoir 2 directions de visée simultanées pour une solution astrométrique globale.

Principe de mesure d’Hipparcos :

Deux télescopes observent simultanément des portions de ciel séparé par un angle de base θ extrêmement stable.

Les deux champs de vue sont superposés au plan focal (commun) des télescopes.

De très nombreux couples d’étoiles sont ainsi reliés par une mesure de distance angulaire extrêmement précise.

principe de mesure

Le satellite tourne sur lui-même (mouvement de spin) et le ciel est continuellement balayé en faisant varier l’axe de rotation du satellite (mouvement de toupie).

La couverture du ciel est uniforme et chaque observation supplémentaire d’une étoile affine la précision avec laquelle sont déterminés ses paramètres astrométriques

spin

Instanciation sur Gaia :

  • 2 directions de visée séparées de 106,5 degrés (« Basic Angle »)
  • 1 révolution du satellite en 6 heures
  • Inclinaison de l’axe de spin / direction du Soleil de 45 degrés
  • Précession de l’axe de spin en 63 jours
Le fonctionnement de Gaia en orbite

Le fonctionnement de Gaia en orbite

Au terme de 5 ans d’observation, chaque objet sera vu en moyenne 80 fois.

Les « radiations », principalement le flux de protons venant du Soleil, perturbent les détecteurs, ce qui introduit une erreur sur la mesure de position des étoiles.  Pour minimiser ce phénomène, il faut que les détecteurs soient refroidis à -110 °C, mais même à cette température optimale, le décalage de la position de l’étoile peut atteindre de 100 à 1000 fois la précision finale visée. Il faudra en tenir compte pour corriger les données.

Enfin, la position du centre de l’image d’une étoile dépend de sa couleur, ce que l’on appelle « chromaticité », d’où le besoin de mesurer la couleur des étoiles.

chromaticité

Sur le site de l’ESA : Gaia Overview

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