Die größte digitale Kamera, die jemals für eine Weltraummission gebaut wurde besteht aus 106 sorgfältig zu einem Mosaik zusammengesetzten Detektoren. Die daraus resultierende „Milliarden-Pixel-Einheit“ wird als hochempfindliches „Auge“ innerhalb der ESA-Mission „GAIA“ Verwendung finden, bei der unsere Heimatgalaxie vermessen werden soll. Während das menschliche Auge mehrere tausend Sterne in einer klaren Nacht sehen kann, wird Gaia ab 2013 eine Milliarde Sterne in unserer eigenen Milchstraße und ihren Nachbarngalaxien im Laufe der fünfjährigen Mission erfassen. Im Verlauf der Mission wird Gaia zusätzlich die Helligkeit der Sterne innerhalb verschiedener Spektralbereiche messen und ihre Positionen und Bewegungen im dreidimensionalen Weltraum vermessen.
Um ferne Sterne zu erkennen, die bis zu einer Million Mal schwächer sind, als das Auge sehen kann, wird Gaia 106 Charge Coupled Devices (CCDs), bei denen es sich um erweiterte Versionen der Photosensoren von Standard-Digitalkameras handelt, einsetzen. Entwickelt wurden die CCDs für die Gaia-Mission von e2v Technologies aus Chelmsford, GB. Diese rechteckigen Detektoren sind etwas kleiner als eine Kreditkarte, die jeweils Abmessungen von 4,7 x 6 cm haben, aber dünner als ein menschliches Haar. Das 0,5 x 1.0 m große Mosaik wurde im Toulouser Werk vom Hauptauftragnehmer der Gaia-Mission, Astrium France, zusammengebaut.
Techniker verbrachten viel Zeit im Mai damit, jedes CCD-Paket sorgfältig auf der Trägerstruktur zu montieren, so daß nur ein 1 mm großer Spalt zwischen ihnen liegt. Die Arbeit, die in zwei Schichten unter strengen Reinraumbedingungen geleistet wurde, führte zur Montage von durchschnittlich vier CCDs pro Tag, die endgültige Fertigstellung erfolgte am am 1. Juni.
„Die Montage und genaue Ausrichtung zur Bündelung der 106 CCD Sensoren in einem Brennpunkt ist ein Schlüsselschritt bei der Montage des Flugmodells“, sagte Philippe Garé, ESA-Nutzlastmanager beim Gaia-Projekt.
Das fertige Mosaik ist in sieben Reihen von CCDs angeordnet. Die wichtigste bildgebende Einheit besteht aus insgesamt 102 Detektoren und ist der Sterne-Erkennung gewidmet. Vier weitere CCD-Reihen dienen der Überprüfung der Bildqualität eines jeden Teleskops und der Stabilität des 106,5 º betreffenden Winkels zwischen den beiden Teleskopen, die Gaia verwendet, um Stereo-Ansichten von Sternen erhalten. Um die Empfindlichkeit der Detektoren zu erhöhen, wird die Sonde eine Temperatur von -110 º Celsius aufweisen. Die CCD Tragstruktur von Gaia besteht, wie ein weiterer großer Teil des Satelliten, aus Siliziumkarbid – einem keramischen Material, welches außerordentlich resistent gegen Verformung unter Temperaturschwankungen ist.
Siliciumcarbid hat als ein synthetischer Ersatzstoff für Diamanten den Vorteil eines geringen Gewichts: die gesamte Trägerkonstruktion samt der Photosensoren hat eine Masse von nur 20 kg. Gaia wird auf dem Erde-Sonne L2 Lagrange Punkt, 1,5 Millionen Kilometer hinter der Erde, betrieben werden, einem stabilen Punkt im All, an dem sich die Gravitationskräfte von Erde und Sonne genau im Gleichgewicht halten. Wenn die beiden Teleskope von Gaia über den Himmel hinwegziehen, wird das Sternenlicht über die Fokalebene, innerhalb der es auf vier Felder verteilt wird, die jeweils für das Kartographieren, die Ermittlung der Position und Bewegung (3d), die Bestimmung der Wellenlänge des Lichts und seiner Intensität sowie für die Spektrometrie genutzt werden, geleitet werden.
Nach dem für 2013 geplanten Start wird Gaia dreidimensionale Sternenkarten erstellen, die dabei helfen sollen, die Zusammensetzung, Entstehung und Entwicklung der Milchstraße aufzuzeigen, erfaßt werden dabei 1% unserer Sterne innerhalb der Milchstraße. Gaia soll auch eine große Zahl von anderen Himmelskörpern detektieren, von kleinen Körpern in unserem eigenen Sonnensystem bis hin zu weiter entfernten Galaxien und Quasaren am Rande des beobachtbaren Universums.