Les observations : top départ !

21/08/2014 : démarrage des observations scientifiques en mode nominal de balayage du ciel.

Le 25 juillet 2014, après plus de 7 mois de mise en route, de tests et d’étalonnages, l’amélioration de certaines possibilités et la découverte de quelques problèmes inattendus, Gaia a démarré ses observations scientifiques. Lancé depuis Kourou le 19 décembre 2013, Gaia est, depuis le 1^er mars 2014, en orbite autour du point de Lagrange L2, à un million et demi de km de la Terre, sur l’axe Soleil - Terre, au-delà de la Terre.

Une revue complète de l’ensemble des opérations effectuées pendant cette phase de commissioning a eu lieu le 18 juillet donnant le feu vert à ce démarrage des observations nominales. Cette nouvelle phase va commencer par 28 jours d’observations avec un mode de balayage particulier qui permet d’observer 2 fois toutes les 6 heures chaque pôle écliptique et de calibrer les données obtenues en les comparant avec de très nombreuses observations au sol effectuées au préalable, en prévision de cette phase de la mission.

Performances du segment-sol Pendant toute cette période, le segment-sol a pu être complètement testé : les données de Gaia sont reçues par les trois antennes de 35 m de diamètre du réseau Deep-Space de l’ESA : Cebreros près de Madrid, New Norcia près de Perth dans l’Ouest de l’Australie et Malargüe en Argentine. Les données sont ensuite transferrées au Centre d’Opération des Missions de l’ESA (ESOC) à Darmstadt en Allemagne et enfin, copiées au Centre d’Opérations Scientifiques de l’ESA (ESAC) près de Madrid. Là, les premières étapes du traitement des données sont effectuées, avec une première analyse de la conformité des données et l’archivage dans une base de données centrale. De cette base de données sont ensuite extraites les données spécifiques nécessaires à chaque Centre de Calcul (dont le CNES à Toulouse) pour analyser l’astrométrie, la photométrie, la spectroscopie, les observations d’objets particuliers (étoiles variables, doubles ou multiples, les objets du système Solaire, etc.). Cet ensemble est prêt à fonctionner et à recevoir, prétraiter et transferrer le flot de données diverses attendues de Gaia.

Performances scientifiques Comme indiqué précédemment (voir Six mois de tests et de calibrations), l’ensemble des systèmes et sous-systèmes du module de service et de la charge utile de Gaia on été mis en route, testés et calibrés, et permettent de démarrer les observations nominales. Cependant, un certain nombre de problèmes et d’améliorations possibles ont été identifiés et traités pendant cette phase de commissioning.

Effet des radiations sur les CCD : des expériences détaillées ont été effectuées avant le lancement pour prévoir comment faire face à l’irradiation des CCD durant la mission. Bien que le Soleil ait été actif pendant la période de commissioning, aucun effet sur les données n’a été constaté.

Lumière parasite : comme détaillé dans la page Six mois de tests et de calibrations, de la lumière parasite indésirable a été observée, provenant à la fois du Soleil et d’objets brillants dans le ciel. L’impact est tout à fait négligeable pour les objets brillants mais dégrade les observations des objets faibles, en particulier pour le spectrographe. En conséquence, les performances attendues de la mission ont été révisées : voir Observations et précisions. Le logiciel de bord est en cours d’optimisation pour minimiser autant que possible l’effet de ce bruit de fond. L’un des changements, déjà implémenté, est de n’utiliser le spectrographe qu’en mode haute résolution spectrale (environ 11 000).

Variations de l’angle de base : des tests extensifs ont montré que le moniteur d’angle de base fonctionnait correctement. Les variations de l’angle de base se sont révélées bien plus larges qu’attendu et devront être calibrées très en détail.

Dépôt de glace sur les miroirs : trois périodes de décontamination ont été menées à bien pendant le commissioning. Les miroirs concernés ont été chauffés, et ont retrouvé leur réflectivité normale. Bien que le taux de contamination ait diminué, il sera très probablement nécessaire de répéter cette opération au moins une fois dans les mois à venir.

Extension des observations vers les étoiles brillantes : pendant la période de commissioning, des tests ont été effectués à bord pour explorer la possibilité d’observer les 6000 étoiles les plus brillantes du ciel. Les paramètres du logiciel de détection à bord ont été adaptés pour que la limite des observations de Gaia soit abaissée de la magnitude 6 à la magnitude 3. Un mode spécial d’observation est aussi en cours de développement pour que les 230 étoiles plus brillantes que la magnitude 3 puissent aussi être observées. La précision astrométrique attendue pour ces étoiles très brillantes est de l’ordre de quelques dizaines de microsecondes d’arc.

Publication des données de Gaia : le planning des publications successives de données de Gaia a été révisé suite aux différents travaux nécessités par les incidents ci-dessus. Le premier catalogue intermédiaire devrait être publié pendant le deuxième semestre 2016.