Merkzettel: 2018 JWST (James Webb Space Telescope)
 
24 bzw. nach letzten Informationen 28 Jahre nachdem das Hubble Space Teleskop im Mai 1990 seine Arbeit im Weltall aufnahm, möchten die NASA (North American Space Agency), die ESA (European Space Agency) und die CSA (Canadian Space Agency) ein neues leistungsstärkeres und der fortgeschrittenen Technik angepasstes Weltraumteleskop im Weltall platzieren. Das Gerät trägt den Namen James Webb Space Telescope und es sollte im Juni des Jahres 2014 mit einer Ariane5 Rakete weit hinter dem Mond, genau im Lagrangepunkt L2, der 1,5Mio km von der Erde entfernt liegt, platziert werden.
 
Dieser Zeitplan konnte nicht eingehalten werden, denn man hatte sich verrechnet. Es mußte geklärt werden woher die 8,7 Mrd. Dollar Baukosten kommen würden.
 
Nach letzten Informationen soll nun eine Ariane 5 Rakete, im Oktober 2018, das 6,5Tonnen schwere Teleskop hinaus in das Weltall befördern.
 

Künstlerische Impression des JWST (James Webb Spaceteleskop) mit seinem Primärspiegel und dem Sonnenschild, welches die Größe eines Sportplatzes besitzt. Letzteres soll die Einstrahlung der Sonne auf das Teleskop abhalten und damit dessen Erwärmung vermindern.
© ESA,NASA
Der Name
James Edwin Webb dessen Namen das Teleskop trägt, war in den Jahren 1961 bis 1968 ein Regierungsbeamter, der die Leitung der NASA übernahm. Er führte die damals unter dem Namen NASA operierende Ansammlung von eigenständigen Forschungszentren in eine durchstruktrierte, zusammenhängende Organisation über. Dieses Verdienst möchte die NASA mit seinem Namen für das Teleskop würdigen. Dass in Webbs Arbeitszeitraum auch die Vorbereitungen zum ersten Mondflug im Jahr 1968 liegt, soll nach Maßgabe der NASA nicht vergessen werden, aber auch nicht bestimmend sein.
 
Das Teleskop
Das James Webb Teleskop arbeitet im nahen und mittleren Spektralbereich der infraroten elektromagnetischen Wellen. Da es sich bei diesen Wellenlängen um 'Wärmestrahlung' handelt, muss es selber so kalt wie möglich gehalten werden, damit es seine Messergebnisse nicht durch die Eigenerwärmung beeinflusst. Obwohl die Temperatur im Weltraum bei -270°C (3K) liegt, werden Körper, die hier der Sonnenstrahlung ausgesetzt werden, je nach Masse, Reflektion und Wärmeleitung sehr warm. Beim JWST könnten dies bis zu +60°C (233K) und mehr werden.
Aus diesem Grund besitzt das Teleskop einen Sonnenschild der für etwa 40K(-233°C) am gesamten Teleskop sorgen soll und einen Kryo-Kühler von dem man sich erhofft, dass der den kritischen MIRI-Sensor auf einer Temperatur nicht über 7K = -266°C hält.
 
Objektiv
Der Primärspiegel besteht aus 18 sechseckigen Elementen, von insgesamt 6,5m Durchmesser. Er soll sich erst im All entfalten und justieren. Die Segmente bestehen aus einer sehr leichten Berylliumoptik und besitzen samt Montierung, pro Stück eine Masse von etwa 20kg.
 
Instrumente
Insgesamt führt das James Webb Teleskop vier Instrumente mit sich, an deren Entwicklung und Bau auch deutsche Einrichtungen wie das Max Planck Institut für Astronomie in Heidelberg (MPIA), die European Aeronautic Defence und Space Company (EADS-Astrium), und Firmen, wie Carl Zeiss in Oberkochen beteiligt sind. Die Namen der Geräte sind ..
 
1. NIRCam (Near Infrared Camera) Hergestellt vom Lockheed Martin's Advanced Technology Center in Californien. Diese Kamera kann Bilder im Bereich von 600nm bis 5µm aufnehmen. Sie dringt ein Stück weit in den Bereich des sichtbaren Spektrums vor. Die Bilder bestehen aus zwei Feldern von 2,3*2,3 Bogenminuten, wovon eines den Spektralbereich erfasst, der unterhalb, und der andere den Bereich der oberhalb von 2,5µm liegt.
 
2. NIRSpec (Near Infrared Spectrograph) Hergestellt im Auftrag der ESA. Dieses Spektrometer, das im Bereich von 600nm bis 5µm arbeitet, kann gleichzeitig 100 Spektren erfassen und analysieren. Im Sinn des Wortes haarfeine Klappen, die einzeln geöffnet werden können, leiten das Licht zur Sensorik für die spektrale Analyse
 
3. MIRI (Middle Infrared Instrument) Hergestellt im Auftrag der ESA. MIRI wird durch einen Cryocooler auf 7K gehalten, damit die Eigenerwärmung des Teleskops durch die Sonne nicht auf die Messungen einwirkt. MIRI arbeitet im Bereich zwischen 5µm bis 27µm und besitzt eine Kamera und ein Spektrometer. Die Kamera verfügt über drei identische 1024*1024 Pixel-Detektoren, die Winkelauflösung beträgt 0,19 Bogensekunden.
 
4. FGS-TFI (Fine Guidance Sensor - Tunable Filter Camera ) Der FGS dient der Ausrichtung und Nachführung des Teleskops über ein Führungsobjekt. Auch dieses Instrument verfügt über eine Kamera, die vermutlich der Auswahl des Führungsobjektes dient.
 
Das Filterrad der Middle InfraRed Instruments (MIRI) / © MPI
 
Aufgaben
Infrarotes Licht kennen wir auf der Erde als Wärme. Sie wird von jedem 'warmen' Körper abgestrahlt. So macht es auf der Erde nur einen bedingten Sinn eine Sensorik zu installieren die den weiten Bereich der Wärme aus dem Weltall messen soll. Anders als das Licht des sichtbaren Spektrums durchdringt Infrarotlicht aber auch Wolken aus Gas und Staub, so dass man durch sie 'hindurchsehen' kann. Diese Eigenschaft lässt tiefe Einblicke in das ferne Weltall zu. So gesehen ist es konsequent, ein Teleskop im kalten Weltraum zu platzieren, das es vermag, mit einem großen Spiegel geringste Mengen infraroten Lichts zu sammeln und zu fokussieren, so dass es messbar wird. Sehr weit entfernte Sterne und Galaxien können so erkannt werden. Nun können menschliche Augen das infrarote Licht nicht wahrnehmen. Aber mit der Technik der Falschfarbenbilder, bei der die von einer Kamera aufgenommene, infrarote Lichtverteilung in den sichtbaren Bereich verschoben wird, ist es dennoch möglich, auch optische Eindrücke für die Augen zu erzeugen. Zusammen mit der Lichtzerlegung (der Spektroskopie) erhofft man sich von dem James Webb Weltraumteleskop, Licht von den ersten Sternen und Galaxien nach dem Urknall zu finden und die Struktur sowie die Entwicklung von Galaxien erweitert studieren zu können. Ebenso erhofft man sich weitere Erkenntnisse zur Entstehung von Sonnensystemen, die sich ja innerhalb von Gas- und Staubwolken abspielt.
 
Link: http://jwst.nasa.gov/recentaccomplish.html
 

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