Gaia mikrometeoroid ve güneş fırtınasına maruz kaldı

ESA’nın Aralık 2013’te fırlatılan Gaia uzay aracı, Samanyolu’ndaki bir milyardan fazla yıldızın yerlerini ve hareketlerini son derece hassas bir şekilde haritalama görevini üstleniyor.

Ancak uydu olmak kolay değil: uzay tehlikeli bir yer. Son aylarda, hiper hızlı uzay tozu ve 20 yılın en güçlü güneş fırtınası, Gaia’nın ünlü olduğu hassas ölçümleri gerçekleştirme yeteneğini tehdit etti.

Nisan ayında, bir kum tanesinden daha küçük bir parçacık Gaia’ya yüksek hızda çarptı. Mikrometeoroid olarak bilinen bu parçacıkların milyonlarcası her gün Dünya atmosferinde yanar.

Ancak Gaia, Dünya’dan 1,5 milyon km uzaklıkta, ikinci güneş-Dünya Lagrange noktasında (L2) yer almaktadır. Burada, gezegenimizin koruyucu atmosferinden uzakta, Gaia sıklıkla bu tür parçacıklar tarafından vurulmaktadır. Çarpışmalar bekleniyor ve uzay aracı bunlara dayanacak şekilde tasarlanmıştır.

Ancak bu cisim Gaia’ya çok yüksek bir hızla ve tam da yanlış açıyla çarparak uzay aracının koruyucu örtüsüne zarar verdi.

Çarpmanın yarattığı küçük boşluk, Dünya’ya ulaşan doğrudan güneş ışığının yoğunluğunun yaklaşık milyarda biri kadar olan başıboş güneş ışığının zaman zaman Gaia’nın çok hassas sensörlerini bozmasına neden oldu.

Gaia’nın mühendisleri bu sorunla uğraşırken başka bir sorunla karşılaştılar.

Uzay aracının “milyar piksellik kamerası”, ışığı elektrik sinyallerine dönüştüren sensörler olan 106 yük bağlı cihaza (CCD) dayanıyor.

Mayıs ayında, bu CCD’lerden birini kontrol eden elektronik aksam bozuldu—Gaia’nın uzayda geçirdiği 10 yıldan uzun sürenin ardından ilk CCD sorunu. Her sensörün farklı bir rolü var ve etkilenen sensör Gaia’nın yıldızları tespit etme yeteneği için hayati önem taşıyordu. Gözlemlerini doğrulamak için bu sensör olmadan, Gaia binlerce yanlış tespit kaydetmeye başladı.

Elektronik arızanın temel nedeni tam olarak belli değil. Gaia uzayda altı yıla kadar kalmak üzere tasarlanmıştı ancak şimdi zorlu koşullar altında neredeyse iki katı daha uzun süre hayatta kalmayı başardı.

Başarısızlık zamanında Gaia, dünyanın dört bir yanında muhteşem aurora ışık gösterilerini tetikleyen, güneşten gelen aynı şiddetli enerji parçacıklarının patlamasıyla vurulmuştu.

Uzay aracı radyasyona dayanıklı olarak inşa edilmişti ancak güneş aktivitesinin yüksek olduğu mevcut dönemde sınırları zorlanıyor.

Fırtınanın uzay aracının eskiyen donanımının son damlasına kadar parçalanmış olması mümkün.

ESA’nın ESOC operasyon merkezi, ESTEC teknoloji merkezi ve ESAC astronomi merkezindeki Gaia ekipleri, uzay aracının üreticisi Airbus Defense and Space uzmanları ve Veri İşleme ve Analiz Konsorsiyumu’nun yük uzmanlarıyla birlikte, bu sorunları araştırmak, analiz etmek ve nihayetinde çözmek için son birkaç aydır yakın bir şekilde birlikte çalışıyorlar.

“Gaia her gün Dünya’ya 25 gigabayttan fazla veri gönderiyor, ancak uzay aracının yerleşik yazılımı ilk önce yanlış yıldız tespitlerini ortadan kaldırmasaydı bu miktar çok daha yüksek olurdu.”

“Son iki olay da bu süreci bozdu. Sonuç olarak uzay aracı sistemlerimizi alt üst eden çok sayıda yanlış tespit üretmeye başladı,” diye açıklıyor ESOC’ta Gaia uzay aracı operasyon mühendisi olan Edmund Serpell.

“Uzay aracını 1,5 milyon km öteden fiziksel olarak tamir edemeyiz. Ancak Gaia’nın yazılımının zayıf bir ışık noktasını yıldız olarak tanımladığı eşiği dikkatlice değiştirerek, hem dağınık ışık hem de CCD sorunları tarafından üretilen yanlış tespitlerin sayısını önemli ölçüde azaltabildik.”

Tüm ekiplerin sıkı çalışması ve verimli işbirliği sayesinde Gaia yakın zamanda rutin operasyonlarına geri döndü.

Aslında, mühendisler bu plansız bozulma fırsatını Gaia’nın ikiz teleskoplarının optiklerini son kez yeniden odaklamak için kullandılar. Sonuç olarak, Gaia şu anda sahip olduğu en iyi kalitedeki verilerden bazılarını üretiyor.