Das James-Webb-Teleskop, der Nachfolger vom Hubble – Teil 1

Heute ist es so weit, die Gorch Fock startet zu ihrer Jungfernfahrt. Sechs Jahre wurde sie saniert und nicht nur sie. 135 Millionen wurden dafür aufgebracht, inklusive Korruptionskosten und einem fetten Beitrag für Uschis Berater. 135 Millionen für die Sanierung sind im Vergleich zu 4,5 Millionen Baukosten (1958) schon ne Hausnummer. Was hat das mit dem James Webb Space Teleskop (JWST) zu tun ?

Na ja, das soll ebenfalls in weniger als einem Monat starten (18. Dezember) und die Kosten haben sich auch hier im Laufe der Jahrzehnte verzwanzigfacht. Von Korruption oder gemästeten Beratern ist hier aber nichts bekannt.

Daumendrücken, daß es alles gut geht, 10 000 000 000 Dollar sind ja kein Pappenstiel. Die Gorch Fock hat es ja bei einer Probefahrt Anfang September nicht geschafft. Bei Webb gibt es nur einen Versuch. Es ist alles extrem kompliziert bis sich alles entfaltet hat. 2018 hat man festgestellt, daß es über 400 Punkte gibt, an denen es scheitern könnte!

JWST wie es mal bei der Arbeit aussehen soll. Aus Wikipedia entnommen.
JWST wie es mal bei der Arbeit aussehen soll. Aus Wikipedia entnommen.
Der 6,5m Hauptspiegel des JWST, fertig zur Verschiffung
Der 6,5m Hauptspiegel des JWST, fertig zur Verschiffung

Das JWST läutet eine Ära neuer, aufregender Teleskope ein. Neben diesem sind die wichtigsten wohl das 8m-LSST, jetzt als Vera C. Rubin-Teleskop bekannt und das 39m-ELT der ESO. Alle drei sind im optischen Design eng verwandt, weshalb ich noch einen zweiten Beitrag dazu schreiben werde.

Zur Einstimmung gibt es am Ende des Beitrags einen Link zu einem sehr schönen Video, das es leider nur auf Englisch gibt. Für meine älteren Freunde übersetze ich hier Auszüge aus der interessantesten Website, die ich zum Thema kenne

UPDATE: Jetzt gibt es kein Zurück mehr, denn mittlerweile ist das Teleskop in Kourou angekommen. Der Transport wurde geheim gehalten aus Angst vor Piraten.

Wie bei Achilles und der Schildkröte! Am 23.11. gab es ein kleines Problem und in Folge eine Startverzögerung … Neuer Stattermin 2 Tage vor Weihnachten.

Während Hubble in ca. 400 km ständig um die Erde kreist, wird das JWST 1,5 Millionen km entfernt um den 2. Lagrangepunkt zirkulieren. Man höre und staune, die NASA vertraut ihr bestes Stück einer europäischen Rakete, einer Ariane 5, an! (Möge es gelingen). Damit es in die Ladebucht paßt, wird es wie ein Schmetterling zusammengefaltet an den Start gehen.

 

Metamorphose
Metamorphose

Links, das komplett entfaltete Teleskop. In der Mitte und rechts so wird es in der Ariane verpackt an den Start gehen. Das sind die vier Hauptziele der Mission:

  • die Suche nach dem Licht der ersten Sterne und Galaxien, die sich nach dem Urknall gebildet haben
  • Untersuchung der Entstehung und Entwicklung von Galaxien
  • die Entstehung von Sternen und Planetensystemen zu verstehen
  • Untersuchung von anderen Planetensystemen und des Ursprungs des Lebens

Diese Ziele lassen sich durch Beobachtungen im nahen Infrarot effektiver erreichen, als mit Licht im sichtbaren Bereich des Spektrums.

Der Volksmund sagt ja:

Ultraviolett is janz nett
aber Infrarot,
dat is jot !!!

Aus diesem Grund werden die Instrumente des JWST nicht wie die des Hubble-Teleskops für sichtbares oder ultraviolettes Licht optimiert. Hier wird im Wellenlängenbereich von 0,6 (orangefarbenes, sichtbares Licht) bis 28 Mikrometer beobachtet werden. Diese tiefe Infrarotstrahlung am langwelligen Ende wird typischerweise von Objekten bei etwa 100 K (-173 °C) abgestrahlt.

Infrarotastronomie

Erwartungsgemäß wird das JWST, als formaler Nachfolger des Hubble-Weltraumteleskops, dieses  bei weitem übertreffen. Es wird viel mehr und viel ältere Sterne und Galaxien sehen.

Das JWST ermöglicht die Beobachtung dunklerer, kühlerer Objekte. Da Wasserdampf und Kohlendioxid in der Erdatmosphäre das meiste Infrarot stark absorbieren, ist die bodengebundene Infrarotastronomie auf enge Wellenlängenbereiche beschränkt. Hinzu kommt, dass die Atmosphäre selbst im Infrarotspektrum strahlt und oft das Licht des zu beobachtenden Objekts auch so stört. Daher ist ein Teleskop im Weltraum für die Infrarotbeobachtung vorzuziehen.

Je weiter ein Objekt entfernt ist, desto jünger erscheint es: Sein Licht hat länger gebraucht, um den menschlichen Beobachter zu erreichen. Da sich das Universum ausdehnt, wird das Licht auf seiner Reise rotverschoben, und Objekte in extremen Entfernungen sind daher leichter zu erkennen, wenn sie im Infrarotbereich betrachtet werden. Das JWST soll es ermöglichen, bis zu den ersten Galaxien zurückzublicken, die sich nur wenige hundert Millionen Jahre nach dem Urknall bildeten. Bis z=17, also zurück in die “Dark Ages”, wem das was sagt! Das HST kann mit vielen Tricks bis z=8 sehen.

Beobachtungen im Infraroten ermöglichen die Untersuchung von Objekten und Regionen im Weltraum,

  • die im sichtbaren Spektrum durch Gas und Staub verdeckt wären, wie die Molekülwolken, in denen Sterne entstehen,
  • die zirkumstellaren Scheiben, aus denen Planeten hervorgehen,
  • die Kerne aktiver Galaxien,
  • Wolken des interstellaren Mediums,
  • braune Zwerge (über die Grenzen von Sachsen unf Thüringen hinaus),
  • Planeten in unserem und anderen Sonnensystemen,
  • Kometen und Objekte im Kuipergürtel.

Webb hat vier wissenschaftliche Instrumente:

  • Nah-Infrarot-Kamera (NIRCam),
  • Nah-Infrarot-Spektrograf (NIRSpec),
  • Mittel-Infrarot-Instrument (MIRI),
  • Nah-Infrarot-Imager und spaltloser
    Spektrograf (NIRISS) mit dem Fine Leitsensor (FGS)

Alle News und viel Material zum JWST auf seiner Homepage

Mehr Fotos, Fotos, Fotos …

Wer es ganz genau wissen möchte …