С одной стороны, это дело можно назвать исключительно "техническим" – но с другой, точность в астрофизике никогда не бывает лишней. Описание проекта Gaia лишено эпичности, которая обычно сопутствует запуску больших обсерваторий. Эта обсерватория, образно говоря, не предназначена непосредственно для открытий. Её главная задача – измерить с очень высокой точностью расстояния до почти миллиарда звезд в нашей Галактике – около одной сотой их общего числа. Кроме них, обсерватория будет наблюдать за небесными телами в самой Солнечной системе и за пределами Млечного пути.

Решать свою задачу Gaia будет почтенным, известным ещё древним грекам, методом измерения параллакса – видимого смещения близких звезд по отношению к более далеким по мере того, как в пространстве двигается сама обсерватория (Gaia будет находиться по орбите вокруг Солнца всего на 1,5 миллиона километров дальше, чем Земля). Измерять параллаксы, хотя и неосознанно, очень любят дети, когда смотрят в окно поезда на быстро "отстающие" близкие деревья и не двигающуюся с места Луну.

Обсерватория несет два зеркальных оптических телескопа и три научных прибора. Астрометрические задачи – определение положения звезды на небе и, как следствие, расстояния до него – решает Sky Mapper, который включает 62 ПЗС-матрицы и "компьютер", синхронизирующий данные детектора с движением самого аппарата. Голубой и красный фотометры BP/RP позволяют определить основные характеристики наблюдаемых звезд: температуру, массу, возраст и химический состав. Наконец, третий прибор – спектрометр RVS – измеряет лучевую скорость объекта: удаляется ли он или приближается по отношению к наблюдателю. По данным RVS также можно изучать химический состав самых ярких звезд.

Этот набор инструментов, как утверждают создатели Gaia, позволит создать трехмерную карту Галактики, в которой положения звезд будут известны с доселе невиданной точностью. Расстояния до звезд, которые отстоят от нас на 30 тысяч световых лет (как от Солнца до центра Галактики), станут известны с точностью до 10%. Собственные скорости звезд в нашей Галактике – с точностью до 1 км/с, а в соседних Магеллановых облаках – до 2–3 км/с. Кроме этого, поскольку Gaia будет работать в режиме сканирования, просматривая одни и те же участки неба несколько десятков раз, появится возможность "уловить" переменность небесных объектов, что также очень важно для астрофизики.

Зачем нужна эта точность, если и до запуска Gaia ученые располагали более или менее верной информацией о положении и основных характеристиках звезд? Ответ очень прост: речь идет, фактически, о том, чтобы собрать своего рода справочник, которым будут пользоваться все. Чем точнее справочник – тем более сложные выводы можно делать на его основе. А в космосе, где расстояния огромны, даже малая неточность исходных параметров может привести к большой ошибке на выходе.

Так, например, движение звезд Млечного пути ещё хранит "память" о прошлых столкновениях с другими галактиками; анализируя данные Gaia, можно восстановить прошлое нашей Галактики. Далее, известно, что огромную роль в том, что галактики удерживаются как единое целое, играет темная материя, или, более точно, "скрытая масса". Она проявляет себя лишь гравитационно, в том числе определяя движение звезд. Наконец, для определения расстояний в космосе в качестве своего рода "верстовых столбов" используются так называемые цефеиды – звезды, яркость которых периодически меняется. Если известна их истинная яркость, то определение расстояний до других объектов также становится более точным. Похожим образом используются и квазары: настолько далекие, что кажутся практически неподвижными, они создают фон, по отношению к которому определяются координаты и направления движения других, более близких объектов. И это только некоторые применения данных Gaia – справочника, который нужен всем.