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Gaia possédera deux appareils photos parmi les plus sensibles jamais conçus. La détection d'une telle quantité d'objets célestes, dont certains extrêmement peu visibles, devrait prendre pas moins de 5 années. Trois années supplémentaires seront nécessaire pour tous les enregistrer dans un modèle tridimensionnel géant, montrant non seulement leur position actuelle, mais leur mouvement, leur direction, leur couleur et même leur composition. Gaia produira ainsi une vue complètement nouvelle de la galaxie.
Le lancement de Gaia est prévu pour 2010 par une fusée Ariane 5. L'engin spatial sera situé sur une orbite en Lissajous autour d'un point de Lagrange L2 du système Soleil-Terre.
Un autre aspect intéressant de cette mission est la possible découverte de corps célestes dont nous ignorons encore l'existence. En plus des étoiles il sera possible de détecter de très faibles objets.
Un secteur qui sera observé par Gaia est "l'angle mort" situé entre le Soleil et la Terre. De la Terre nous ne pouvons observer ce secteur que pendant la journée, et il est très difficile de détecter de petits objets tels que des astéroïdes, la lueur du soleil les rendant pratiquement invisibles.
Ces astéroïdes s'approchent parfois très près de la Terre, mais nous ne pouvons pas les détecter avant qu'ils ne se soient éloignés. Un grand groupe particulier d'astéroïdes, connu sous le nom d'Atens, se situe entre la Terre et le Soleil. Nous en savons très peu sur ces astéroïdes qui croisent régulièrement l'orbite de la Terre, formant ainsi une menace potentielle, bien que la plupart d'entre eux ne constituent pas un danger réel à notre planète.
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