Почему Гайя намного тусклее, чем мы думали?

Насколько мне удалось найти, причина пока неизвестна.

Они не измеряли яркость перед запуском, а яркость может сильно различаться в зависимости, например, от угла обзора. Таким образом, ожидание никогда не было больше, чем грубая оценка.

Из статьи, опубликованной в первом квартале 2014 года (через несколько месяцев после запуска), « GBOT — наземное оптическое отслеживание спутника Gaia »:

Яркость главной цели такой кампании, как Gaia, вероятно, является самой важной частью информации. К сожалению, его также труднее всего получить, так как в большинстве случаев спутник собирается на земле во время настройки кампании.

Хотя на первый взгляд кажется довольно простым сделать какой-либо вывод на основе основных принципов, таких как площадь, отражательная способность и т. д., на практике это очень сложный процесс, поскольку он зависит от отражающих величин материала, которые не всегда доступны, потому что промышленных секретов и, кроме того, может меняться со временем из-за таких эффектов, как радиационное повреждение - L2 является средой с высоким уровнем радиации.

Другими факторами являются угол обзора, угол азимута (который постоянно меняется для вращающегося объекта, такого как Gaia) и многие другие проблемы. Чтобы получить точную оценку прогнозируемой яркости Gaia, группа GBOT подала заявку на проведение измерений, однако это предложение было отозвано после того, как было сочтено, что его выполнение слишком дорого.

Поэтому нам пришлось полагаться на наш опыт с другими космическими аппаратами, а именно на те, которые мы наблюдали во время наших испытаний, т.е. в основном на WMAP и Planck; В то время как Планк имеет совершенно другую форму и, возможно, также отражающие характеристики, см. рис. 5, WMAP был, по существу, уменьшенной версией Гайи, наклоненной на половину угла Гайи, т.е. 22,5° вместо 45°.

WMAP в целом имел звездную величину по R 18-18,5, по Планку около 18 зв. Поэтому казалось безопасным предположить, что, говоря консервативно, Гея имеет примерно такую ​​же величину. Это оказалось не так. По еще не совсем понятным причинам (открытые структуры и т. д.?) Gaia оказалась более чем на 2 величины слабее, чем Planck, что привело к необходимости переоценки всей программы GBOT, как описано в разд. 6.

Этот все еще продолжающийся процесс сформировал основную деятельность команды GBOT в первые месяцы 2014 года. Теперь, когда с момента запуска прошло несколько месяцев, мы несколько лучше понимаем диапазон звездных величин Gaia; было обнаружено, что он составляет от 20 до 21,2, в зависимости от расстояния, угла обзора Земли k и других факторов. Ранее было известно, что космические аппараты могут демонстрировать быструю и долговременную изменчивость неизвестного происхождения, например необычную тусклость, сопровождаемую необычной яркостью Планка во время OR3 (см. раздел 4).

Gaia была запущена 19 декабря 2013 г., наблюдения, перечисленные в документе, проводились с 07 января 2014 г. по 26 февраля 2014 г., то есть через 19 дней после запуска. Это делает радиационное почернение маловероятным как причину меньшей, чем ожидалось, яркости.

Существует ряд причин, по которым это может быть особенно трудно обнаружить. Приведу несколько самых распространенных.

Во-первых, материалы изменяются во времени в пространстве. Первый и, как правило, самый крупный процесс происходит во время фазы газовыделения, которая, по сути, происходит в первые несколько дней работы космического корабля, когда улетучиваются любые газы, попавшие в материалы. В космической отрасли ходят слухи о компаниях, использующих материалы, не одобренные для использования в космосе, для очистки оптических поверхностей, и эти оптические поверхности (или солнечные панели) в конечном итоге потемнели в течение от нескольких месяцев до года, что закончилось потерей спутника. Дегазация - серьезная проблема!

Другая возможность состоит в том, что радиация, солнечный ветер и т. д. могли повредить некоторые из видимых компонентов, что, возможно, привело к снижению видимости. Например, я понимаю, что небольшие пластиковые компоненты, которые часто удерживают антенны на месте для запуска, со временем изнашиваются в космосе.

И, наконец, ориентация космического корабля. Если бы космический корабль был направлен иначе, чем ожидалось, он выглядел бы более тусклым, чем ожидалось. Некоторые космические корабли имеют огромный профиль того, как их видят, в зависимости от их ориентации! Если что-то отражается зеркально, может быть огромный блик, если он отражает свет непосредственно от Солнца или даже Земли. Это может быть даже результатом довольно небольшого компонента. Эти вещи довольно трудно предсказать, что приводит к значительной неопределенности.