Gaia - et kvantespring for astrometrien

Et forslag til en ny astrometrisk satellit med navnet Roemer blev fremlagt af Erik Høg i september 1992. Den vigtigste nye idé i Roemer var at anvende CCD detektorer. En CCD er en to-dimensional detektor med høj effektivitet og den er mange størrelsesordener bedre end den fotoelektriske detektor i Hipparcos, der kun målte én stjerne ad gangen.

Fordelen ved at bruge en CCD var i og for sig banal i 1990, da Erik Høg's design af en ny astrometrisk mission begyndte. Det eneste spørgsmål var: hvordan skulle man anvende CCDen.

100.000 gange større effektivitet

Af observatoriets elektronikingeniør, Ralph Florentin Nielsen lærte Erik Høg i 1991 hvad en CCD kan udrette. Men i de år var der tvivl om brugen af CCDer til astrometri, for eksempel blev stabiliteten betvivlet.

Derfor blev forskellige muligheder arbejdet igennem, men det endte med, at CCDen blev anbragt direkte i teleskopets brændplan, fordi det ville give langt den største astrometriske effektivitet.

Brug af mange CCDer og muligheden for at observere tusindvis af stjerner samtidigt ville give mindst 100.000 gange større astrometrisk effektivitet end Hipparcos med et teleskop af samme åbning.

Skiftende design-forslag

Roemer blev foreslået i 1992, og forslaget var så realistisk og overbevisende, at en udvikling straks begyndte, skønt alle ellers var optaget af arbejdet med Hipparcos.

I efteråret 1993 forelagde den svenske astronom Lennart Lindegren sammen med andre et helt nyt design af en astrometrisk satellit kaldet GAIA, som var baseret på interferometriske teleskoper, hvad der virkede meget lovende dengang.

ESA indkaldte forslag til studier i 1993 og en gruppe, hvor Erik Høg var med, foreslog at studere både 'en stor Roemer og en interferometrisk satellit', GAIA.

Den interferometriske satellit blev undersøgt af industrien i 1997, men blev forladt i januar i 1998, da man besluttede kun at arbejde videre med Roemer konceptet.

Navnet GAIA, hvor det store "I" står for interferometri, blev dog bibeholdt indtil omkring 2003, da det blev ændret til Gaia.

Design tager form

Design af optik og detektering gennemgik store forandringer efter 1998, idet satellitten måtte formindskes, og der var problemer med vægt og omkostninger.

Det endelige design i 2005 var meget simplere og passede til det beløb, ESA havde til rådighed, hvilket faktisk var det samme som for Hipparcos missionen, når man omsætter til nutidens økonomi.

Der er to teleskoper med 1.45 x 0.50 m2 åbninger og en brændplan på 0.7 x 0.7 grader med 106 store CCDer, som tjener til: detektering af stjerner, astrometri, fotometri og spektroskopi.

Ændringerne førte til en ringere nøjagtighed, f. eks. 25 microbuesekunder i stedet for 11 ved stjerner af V=15 størrelsesklasse, hvad der stadig er inden for den oprindelige målsætning.

Gaia missionen vil kunne levere astrometriske data af stor nøjagtighed allerede få år efter opsendelsen, og man vil have de endelige resultater omkring 2020.En milliard stjerner på himlen.

Astrometrien vil omfatte alle stjerner på hele himlen til 20. størrelsesklasse, idet man får afstande, positioner og bevægelser til brug i astrofysikken og til andre formål.

De fotometriske data for den samme milliard stjerner til 100 tidspunkter gennem fem, seks eller måske ti år vil give en enestående basis for undersøgelser af stjerners variabilitet.

Disse data vil blive anvendt til mangfoldige undersøgelser af vor egen og de nærmeste galakser for at forstå stjerners og galaksers dannelse og deres hele udvikling samt det gådefulde mørke stofs rolle i universet.