Start des neuen James-Webb-Teleskops. "James Webb" ist fast fertig: Die NASA lädt Wissenschaftler ein, Vorschläge für die Arbeit mit dem Teleskop zu senden

Hauptauftragnehmer Northrop Grummann
Ball Luft- und Raumfahrt Wellenbereich 0,6-28 µm (sichtbare und infrarote Anteile) Ort Lagrange-Punkt L 2 des Sonne-Erde-Systems (1,5 Millionen km von der Erde entfernt in entgegengesetzter Richtung zur Sonne) Orbit-Typ Halo-Umlaufbahn Erscheinungsdatum 30. März 2021 Startort Kuru Orbit-Launcher Ariane-5 oder Ariane-6 Dauer 5-10 Jahre Deorbit-Datum um 2024 Gewicht 6,2 Tonnen Teleskoptyp Spiegelteleskop Korsch Durchmesser etwa 6,5 ​​m Sammelplatz
Oberflächen etwa 25 m² Brennweite 131,4 m wissenschaftliche Instrumente
  • MIRI
Mittelinfrarot-Instrument
  • NIRCam
Nahinfrarotkamera
  • NIRSpez
Nahinfrarot-Spektrograph
  • FGS/NIRISS
Feinzeigender Sensor mit Nahinfrarotbildgeber und spaltlosem Spektrographen Webseite www.jwst.nasa.gov Mediendateien bei Wikimedia Commons

Ursprünglich hieß es New Generation Space Telescope. Weltraumteleskop der nächsten Generation, NGST). Im Jahr 2002 wurde es zu Ehren des zweiten Leiters der NASA, James Webb (1906-1992), umbenannt, der die Agentur von 1961 bis 1968 während der Implementierung des Apollo-Programms leitete.

„James Webb“ wird einen zusammengesetzten Spiegel mit einem Durchmesser von 6,5 Metern und einer Sammelfläche von 25 m² haben, der durch einen thermischen Schirm vor der Infrarotstrahlung von Sonne und Erde verborgen ist. Das Teleskop wird in einer Halo-Umlaufbahn am Lagrange-Punkt L 2 des Sonne-Erde-Systems platziert.

Das Projekt ist das Ergebnis einer internationalen Zusammenarbeit zwischen 17 Ländern, angeführt von der NASA, mit bedeutenden Beiträgen der europäischen und kanadischen Weltraumagenturen.

Aktuelle Pläne sehen vor, dass das Teleskop im März 2021 mit einer Ariane-5-Rakete gestartet werden soll. In diesem Fall beginnen die ersten wissenschaftlichen Studien im Herbst 2021. Die Lebensdauer des Teleskops beträgt mindestens fünf Jahre.

Aufgaben

Astrophysik

Die Hauptziele des JWST sind: Nachweis des Lichts der ersten nach dem Urknall entstandenen Sterne und Galaxien, Untersuchung der Entstehung und Entwicklung von Galaxien, Sternen, Planetensystemen und der Entstehung des Lebens. Außerdem wird "Webb" erzählen können, wann und wo die Reionisierung des Universums begann und was sie verursachte.

Exoplanetologie

Das Teleskop wird es ermöglichen, relativ kalte Exoplaneten mit einer Oberflächentemperatur von bis zu 300 K (was fast der Temperatur der Erdoberfläche entspricht), die sich weiter als 12 AE befinden, zu entdecken. B. von ihren Sternen, und bis zu 15 Lichtjahre von der Erde entfernt. Mehr als zwei Dutzend Sterne, die der Sonne am nächsten sind, werden in die Zone der detaillierten Beobachtung fallen. Dank JWST wird ein echter Durchbruch in der Exoplanetologie erwartet - die Fähigkeiten des Teleskops werden ausreichen, nicht nur die Exoplaneten selbst zu erkennen, sondern sogar die Satelliten und Spektrallinien dieser Planeten (was ein unerreichbarer Indikator für jeden bodengestützten und Weltraum sein wird Teleskop bis 2025, wenn das European Extremely Large Telescope mit einem Spiegeldurchmesser von 39,3 m eingeführt wird). Die Suche nach Exoplaneten wird auch Daten verwenden, die seit 2009 vom Kepler-Teleskop gesammelt wurden. Die Fähigkeiten des Teleskops werden jedoch nicht ausreichen, um die gefundenen Exoplaneten abzubilden. Eine solche Gelegenheit wird sich erst Mitte der 2030er Jahre bieten, wenn das James-Webb-Nachfolgeteleskop ATLAST gestartet wird.

Wasserwelten des Sonnensystems

Die Infrarotinstrumente des Teleskops werden verwendet, um die Wasserwelten des Sonnensystems zu untersuchen – den Jupitermond Europa und den Saturnmond Enceladus. Das NIRSpec-Tool wird verwendet, um nach Biosignaturen (Methan, Methanol, Ethan) in den Geysiren beider Monde zu suchen.

Das NIRCam-Tool wird in der Lage sein, hochauflösende Bilder von Europa zu erhalten, die zur Untersuchung seiner Oberfläche und zur Suche nach Regionen mit Geysiren und hoher geologischer Aktivität verwendet werden. Die Zusammensetzung aufgezeichneter Geysire wird mit den Tools NIRSpec und MIRI analysiert. Die aus diesen Studien gewonnenen Daten werden auch in der Europa Clipper-Umfrage von Europa verwendet.

Für Enceladus wird es aufgrund seiner Abgeschiedenheit und geringen Größe nicht möglich sein, hochauflösende Bilder zu erhalten, aber die Fähigkeiten des Teleskops werden es uns ermöglichen, die molekulare Zusammensetzung seiner Geysire zu analysieren.

Geschichte

Ändern des geplanten Startdatums und Budgets
Jahr Geplant
Erscheinungsdatum
Geplant
Budget
(Milliarde Dollar)
1997 2007 0,5
1998 2007 1
1999 2007-2008 1
2000 2009 1,8
2002 2010 2,5
2003 2011 2,5
2005 2013 3
2006 2014 4,5
2008 2014 5,1
2010 frühestens September 2015 ≥6,5
2011 2018 8,7
2013 2018 8,8
2017 Frühling 2019 8,8
2018 frühestens März 2020 ≥8,8
2018 30. März 2021 9,66

Ursprünglich war der Start für 2007 geplant, später wurde er mehrfach verschoben (siehe Tabelle). Das erste Segment des Spiegels wurde erst Ende 2015 am Teleskop installiert, und der zusammengesetzte Hauptspiegel wurde erst im Februar 2016 vollständig zusammengebaut. Ab Frühjahr 2018 wurde der geplante Starttermin auf den 30. März 2021 verschoben.

Finanzierung

Die Kosten des Projekts stiegen auch um ein Vielfaches. Im Juni 2011 wurde bekannt, dass die Kosten des Teleskops die ursprünglichen Schätzungen um mindestens das Vierfache überstiegen. Das im Juli 2011 vom Kongress vorgeschlagene NASA-Budget schlug vor, die Finanzierung für den Bau des Teleskops aufgrund von Missmanagement und Überschreitung des Programmbudgets einzustellen, aber das Budget wurde im September dieses Jahres überarbeitet und das Projekt behielt die Finanzierung. Die endgültige Entscheidung über die Fortführung der Förderung traf der Senat am 1. November 2011.

Im Jahr 2013 wurden 626,7 Millionen US-Dollar für den Bau des Teleskops bereitgestellt.

Bis zum Frühjahr 2018 waren die Kosten des Projekts auf 9,66 Milliarden US-Dollar gestiegen.

Herstellung des optischen Systems

Probleme

Die Empfindlichkeit eines Teleskops und sein Auflösungsvermögen stehen in direktem Zusammenhang mit der Größe der Spiegelfläche, die das Licht von Objekten sammelt. Wissenschaftler und Ingenieure haben festgestellt, dass der Hauptspiegel einen Mindestdurchmesser von 6,5 Metern haben muss, um Licht von den entferntesten Galaxien zu messen. Einfach einen Spiegel wie den des Hubble-Teleskops zu bauen, aber größer, war nicht akzeptabel, da seine Masse zu groß wäre, um ein Teleskop in den Weltraum zu bringen. Ein Team von Wissenschaftlern und Ingenieuren musste eine Lösung finden, damit der neue Spiegel 1/10 der Masse des Hubble-Teleskopspiegels pro Flächeneinheit hat.

Entwicklung und Test

Produktion

Für den „Webb“-Spiegel wird ein spezielles Beryllium verwendet. Es ist ein feines Pulver. Das Pulver wird in einen Edelstahlbehälter gefüllt und in eine flache Form gepresst. Nachdem der Stahlbehälter entfernt wurde, wird ein Stück Beryllium halbiert, um zwei Spiegelrohlinge mit einem Durchmesser von etwa 1,3 Metern herzustellen. Jeder Spiegelrohling wird verwendet, um ein Segment zu erstellen.

Der Spiegelformprozess beginnt mit dem Ausschneiden des überschüssigen Materials auf der Rückseite des Beryllium-Rohlings, sodass eine feine Rippenstruktur erhalten bleibt. Die Vorderseite jedes Werkstücks wird geglättet, wobei die Position des Segments in einem großen Spiegel berücksichtigt wird.

Dann wird die Oberfläche jedes Spiegels geschliffen, um eine Form zu erhalten, die der berechneten nahe kommt. Danach wird der Spiegel sorgfältig geglättet und poliert. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis die Form des Spiegelsegments nahezu ideal ist. Anschließend wird das Segment auf eine Temperatur von –240 °C abgekühlt und die Abmessungen des Segments mit einem Laserinterferometer gemessen. Anschließend wird der Spiegel unter Berücksichtigung der erhaltenen Informationen endpoliert.

Wenn das Segment fertig ist, wird die Vorderseite des Spiegels mit einer dünnen Goldschicht beschichtet, um Infrarotstrahlung im Bereich von 0,6 bis 29 Mikron besser zu reflektieren, und das fertige Segment wird erneut bei kryogenen Temperaturen getestet.

Testen

10. Juli 2017 - Beginn des abschließenden kryogenen Tests des Teleskops bei einer Temperatur von 37 im Johnson Space Center in Houston, der 100 Tage dauerte.

Zusätzlich zu den Tests in Houston wurde das Fahrzeug einer Reihe mechanischer Tests im Goddard Space Flight Center unterzogen, die zeigten, dass es dem Start mit einer schweren Trägerrakete standhalten konnte.

Anfang Februar 2018 wurden riesige Spiegel und verschiedene Instrumente für die Endphase der Teleskopmontage an Northrop Grummans Einrichtung in Redondo Beach geliefert. Dort läuft bereits der Bau des Antriebsmoduls des Teleskops und seines Sonnenschutzes. Wenn die gesamte Struktur zusammengebaut ist, wird sie per Seeschiff von Kalifornien nach Französisch-Guayana geschickt.

Ausrüstung

JWST wird über die folgenden wissenschaftlichen Instrumente zur Durchführung der Weltraumforschung verfügen:

  • Nahinfrarotkamera (engl. Near-infrared camera);
  • Ein Gerät zum Arbeiten im mittleren Infrarotbereich (engl. Mid-Infrared Instrument, MIRI);
  • Nahinfrarot-Spektrograph Nahinfrarot-Spektrograph, NIRSpec);
  • Feinleitsensor (engl. Fine Guidance Sensor, FGS) und ein bildgebendes Gerät im nahen Infrarotbereich und ein spaltloser Spektrograph (engl. Nahinfrarot-Imager und schlitzloser Spektrograph, NIRISS).

Nahinfrarotkamera

Die Nahinfrarotkamera ist die Hauptbildeinheit des Webb und besteht aus einer Reihe von Quecksilber-Cadmium-Tellur Detektoren. Der Arbeitsbereich des Geräts liegt zwischen 0,6 und 5 µm. Seine Entwicklung wird der University of Arizona und dem Lockheed Martin Center for Advanced Technology anvertraut.

Zu den Aufgaben des Geräts gehören:

  • Nachweis von Licht von den frühesten Sternen und Galaxien im Stadium ihrer Entstehung;
  • Untersuchung von Sternpopulationen in nahen Galaxien;
  • Untersuchung junger Sterne in der Milchstraße und Kuipergürtelobjekten;
  • Bestimmung der Morphologie und Farbe von Galaxien bei hoher Rotverschiebung;
  • Bestimmung von Lichtkurven entfernter Supernovae;
  • Erstellung einer Karte dunkler Materie mit Gravitationslinsen.

Viele der Objekte, die Webb untersuchen wird, geben so wenig Licht ab, dass das Teleskop Hunderte von Stunden lang Licht von ihnen sammeln muss, um das Spektrum zu analysieren. Um in den 5 Betriebsjahren des Teleskops Tausende von Galaxien zu untersuchen, wurde der Spektrograph so konzipiert, dass er gleichzeitig 100 Objekte in einem Himmelsbereich von 3 × 3 Bogenminuten beobachten kann. Zu diesem Zweck entwickelten die Wissenschaftler und Ingenieure von Goddard eine neue Microshutter-Technologie, um das in den Spektrographen einfallende Licht zu steuern.

Die Essenz der Technologie, die es Ihnen ermöglicht zu empfangen 100 gleichzeitig Spectra, besteht aus einem mikroelektromechanischen System, das "An Array of Microshutters" (dt. Mikroverschluss-Array) genannt wird. Die Microshutter-Zellen des NIRSpec-Spektrographen haben Deckel, die sich unter dem Einfluss eines Magnetfelds öffnen und schließen. Jede 100 x 200 µm große Zelle wird individuell gesteuert und kann offen oder geschlossen sein und einen Teil des Himmels für den Spektrographen bereitstellen oder umgekehrt blockieren.

Es ist diese Einstellbarkeit, die es dem Instrument ermöglicht, eine Spektroskopie von so vielen Objekten gleichzeitig durchzuführen. Da die Objekte, die NIRSpec untersuchen wird, weit entfernt und schwach sind, muss das Instrument Strahlung von helleren Quellen, die näher sind, unterdrücken. Mikroverschlüsse funktionieren ähnlich wie Menschen, die die Augen zusammenkneifen, um sich auf ein Objekt zu konzentrieren, indem sie eine unerwünschte Lichtquelle ausblenden.

Das Gerät wurde bereits entwickelt und wird derzeit in Europa getestet.

Gerät zum Arbeiten im mittleren Infrarotbereich

Gerät zum Betrieb im mittleren Infrarotstrahlungsbereich (5 - 28 µm) besteht aus einer Kamera mit einem Sensor mit einer Auflösung von 1024×1024 Pixeln und einem Spektrographen.

MIRI besteht aus drei Arrays von Arsen-Silizium-Detektoren. Die empfindlichen Detektoren dieses Geräts ermöglichen es Ihnen, die Rotverschiebung entfernter Galaxien, die Entstehung neuer Sterne und schwach sichtbarer Kometen sowie Objekte im Kuipergürtel zu sehen. Das Kameramodul bietet die Möglichkeit, Objekte in einem breiten Frequenzbereich mit einem großen Sichtfeld zu erfassen, und das Spektrographenmodul bietet eine Spektroskopie mittlerer Auflösung mit einem kleineren Sichtfeld, wodurch Sie detaillierte physikalische Daten über entfernte Objekte erhalten können.

Nennbetriebstemperatur für MIRI-7. Solche Temperaturen können nicht nur mit einem passiven Kühlsystem erreicht werden. Stattdessen erfolgt die Kühlung in zwei Stufen: Eine Vorkühleinheit auf Pulsrohrbasis kühlt das Gerät auf 18 K, dann senkt ein adiabat drosselnder Wärmetauscher (Joule-Thomson-Effekt) die Temperatur auf 7 K.

MIRI wird von einer Gruppe namens MIRI Consortium entwickelt, die aus Wissenschaftlern und Ingenieuren aus Europa, einem Team des Jet Propulsion Laboratory in Kalifornien und Wissenschaftlern mehrerer US-Institutionen besteht.

FGS/NIRISS

Der Fine Guidance Sensor (FGS) und das Nahinfrarot-Bildgebungsgerät und der schlitzlose Spektrograph (NIRISS) werden zusammen in Webb verpackt, aber es handelt sich im Wesentlichen um zwei verschiedene Geräte. Beide Geräte werden von der Canadian Space Agency entwickelt und haben sich bereits den Spitznamen „Canadian Eyes“ in Analogie zur „Canadian Hand“ verdient. Dieses Tool wurde bereits in die Struktur integriert ISIM im Februar 2013.

Feinführungssensor

Feinführungssensor ( FGS) ermöglicht es Webb, präzise Anleitungen zu erstellen, um Bilder in hoher Qualität zu erfassen.

Kamera FGS kann aus zwei benachbarten Himmelsausschnitten mit einer Größe von jeweils 2,4 × 2,4 Bogenminuten ein Bild bilden und außerdem 16 Mal pro Sekunde Informationen aus kleinen Gruppen von 8 × 8 Pixeln auslesen, was ausreicht, um die entsprechende Referenz zu finden Stern mit einer Wahrscheinlichkeit von 95 % überall am Himmel, einschließlich hoher Breiten.

Hauptfunktionen FGS enthalten:

  • Erhalten eines Bildes zum Bestimmen der Position des Teleskops im Weltraum;
  • Erhalt vorausgewählter Referenzsterne;
  • Bereitstellung eines Lageregelungssystems Attitude Control System misst den Schwerpunkt von Referenzsternen mit einer Rate von 16 Mal pro Sekunde.

Beim Start des Teleskops FGS meldet auch Abweichungen beim Ausfahren des Hauptspiegels.

Nahinfrarotbildgerät und spaltloser Spektrograph

Nahinfrarot-Bildgebungsgerät und spaltloser Spektrograph (NIRISS) arbeiten im Bereich von 0,8 - 5,0 um und ist ein spezialisiertes Werkzeug mit drei Hauptmodi, von denen jeder mit einem separaten Bereich arbeitet.

NIRISS wird verwendet, um die folgenden wissenschaftlichen Aufgaben zu erfüllen:

  • Empfangen des „ersten Lichts“;
  • Entdeckung von Exoplaneten;
  • Erhalt ihrer Eigenschaften;
  • Transit-Spektroskopie.

siehe auch

Anmerkungen

Anmerkungen

Fußnoten

  1. Jim Bridenstine auf Twitter: „Das James-Webb-Weltraumteleskop wird die erste Wissenschaft seiner Art von Weltklasse hervorbringen. Basierend auf den Empfehlungen eines unabhängigen Prüfgremiums hat das n...
  2. Mit weiteren Verzögerungen läuft das Webb-Teleskop Gefahr, seine Rakete im Ruhestand zu sehen | Ars Technica
  3. https://www.ama-science.org/proceedings/details/368
  4. Die NASA schließt die Überprüfung des Webb-Teleskops ab und verpflichtet sich, es Anfang 2021 zu starten(Englisch) . NASA (27. Juni 2018). Abgerufen am 28. Juni 2018.
  5. Eisige Monde, Galaxienhaufen und ferne Welten unter ausgewählten Zielen für das James-Webb-Weltraumteleskop (unbestimmt) (15. Juni 2017).
  6. https://nplus1.ru/news/2017/06/16/webb-telescope (unbestimmt) (16. Juni 2017).
  7. Webb Science: Das Ende des dunklen Zeitalters: Erstes Licht und Reionisierung (unbestimmt) . NASA. Abgerufen am 18. März 2013. Archiviert vom Original am 21. März 2013.
  8. Eine Prise Unendlichkeit (unbestimmt) (25. März 2013). Archiviert vom Original am 4. April 2013.
  9. Kepler hat zehn neue mögliche Zwillinge der Erde gefunden (unbestimmt) (19. Juni 2017).
  10. Das Webb-Teleskop der NASA wird die „Ozeanwelten“ unseres Sonnensystems untersuchen (unbestimmt) (24. August 2017).
  11. Berardelli, Phil. Das Weltraumteleskop der nächsten Generation blickt zurück zum Anfang von Zeit und Raum, CBS (27. Oktober 1997).
  12. Das Weltraumteleskop der nächsten Generation (NGST) (unbestimmt) . Universität Toronto (27. November 1998).
  13. Reichhardt, Toni. US-Astronomie: Ist das nächste große Ding zu groß? (Englisch) // Natur. - 2006. - März (Bd. 440, Nr. 7081). - S. 140-143. -DOI:10.1038/440140a. - Bibcode : 2006Natur.440..140R.
  14. Cosmic Ray Rejection mit NGST (unbestimmt) .
  15. MIRI-Spektrometer für NGST (unbestimmt) (nicht verfügbarer Link). Archiviert vom Original am 27. September 2011.
  16. Wöchentliche Mitteilung der NGST (unbestimmt) (25. April 2002).
  17. Die NASA ändert den James-Webb-Weltraumteleskop-Vertrag (unbestimmt) (12. November 2003).

Der Hauptspiegel des James-Webb-Teleskops

Die NASA und die ESA haben eine Liste der ersten Ziele für das James-Webb-Weltraumteleskop veröffentlicht, das 2018 starten soll. Das Gerät wird das größte Weltraumteleskop sein, das im optischen, nahen und mittleren Infrarotbereich arbeitet - der Durchmesser seines Hauptspiegels ist fast dreimal so groß wie der des Hubble - 6,5 Meter. Zu den Zielen gehören Planeten und kleine Körper des Sonnensystems, Exoplaneten und protoplanetare Scheiben, Galaxien und Galaxienhaufen, ferne Quasare. Das berichtet eine Pressemitteilung der NASA, die Liste ist auf der Website des Teleskops veröffentlicht.

Das James-Webb-Teleskop wird seit 1996 entwickelt – es sollte gewissermaßen das Hubble ersetzen und eine viel größere Auflösung und Empfindlichkeit bieten als terrestrische und Weltraum-Infrarotteleskope. Hoffnungen ruhen auf der Arbeit des Teleskops zur Erforschung früher Galaxien (527–980 Millionen Jahre nach dem Urknall). Zu diesem Zeitpunkt gab es im Weltraum viel neutralen Wasserstoff, der die ultraviolette Strahlung der Sterne absorbierte.

Die Instrumentenzeit des Teleskops wird nach Anfragen von wissenschaftlichen Gruppen verteilt. Priorität bei Bewerbungen und etwa 10 Prozent der Zeit für wissenschaftliche Teams, die an der Entwicklung des Teleskops mitgewirkt haben. Anfragen dieser wissenschaftlichen Gruppen wurden kürzlich veröffentlicht. Sie sind thematisch gruppiert in: Sonnensystemobjekte, Exoplaneten, Braune Zwerge, Protosterne, Fragmentierungsscheiben, Sternhaufen und Sternentstehungsgebiete, Galaxien, Galaxienhaufen und Quasare sowie Deep Space Surveys.

Unter den Kleinkörpern sind Beobachtungen von Ceres, Pallas, dem Asteroiden Ryugu (der von Hayabusa-2 in einem Jahr erreicht wird), transneptunischen Objekten und mehreren Kometen geplant. Von den Exoplaneten kann man HD189733b (den Besitzer), HAT-P-26b (darauf), TRAPPIST-1e (befindet sich kürzlich in der bewohnbaren Zone eines Systems von sieben Exoplaneten), HD131399 (dies ist ein System von drei Sternen in welchem). Insgesamt sind Untersuchungen von mehreren Dutzend Exoplaneten inklusive ihrer Atmosphären geplant. Andere Objekte sind das berühmte Beta-Pictoris-System mit seiner Trümmerscheibe, der Pferdekopfnebel, der Supernova-Überrest von SN 1987A und mehrere Quasare, die wir so sehen, als wären sie eine Milliarde Jahre nach dem Urknall oder weniger. Insgesamt sind bereits mehr als 2100 Beobachtungen geplant.

Jetzt befindet sich "Webb" in der Phase, die Hauptsysteme zu testen. Sein Hauptspiegel wurde im Februar 2016 fertiggestellt und besteht aus 18 sechseckigen Segmenten. Die Gesamtfläche beträgt 25 Quadratmeter, Gewicht - 705 Kilogramm. Jedes 20,1 Kilogramm schwere Segment besteht aus Beryllium und ist mit einer 100 Nanometer dicken Goldschicht überzogen.

Wladimir Koroljow

James-Webb-Teleskop

Weltraumteleskope werden immer an der Spitze des Wissens über den Kosmos stehen - sie werden weder durch seine Verzerrungen und Wolken noch durch Vibrationen und Geräusche auf der Oberfläche des Planeten gestört. Es waren außerirdische Geräte, die es ermöglichten, detaillierte und schöne Fotografien von fernen Nebeln und Galaxien zu erhalten, die für das menschliche Auge am Nachthimmel nicht einmal sichtbar sind. 2018 beginnt jedoch eine neue Ära in der Erforschung des Weltraums, die die sichtbaren Grenzen des Universums weiter verschieben wird - das James Webb-Weltraumteleskop, der Branchenrekordhalter, wird gestartet. Darüber hinaus bricht es nicht nur in Bezug auf die Eigenschaften Rekorde: Die Kosten des Projekts belaufen sich heute auf 8,8 Milliarden Dollar.

Bevor Sie über das Gerät und die Funktionalität von „James Webb“ sprechen, sollten Sie verstehen, wozu es dient. Es scheint, dass nur eine Atmosphäre der Erde das Studium des Universums stört, und Sie können einfach ein Teleskop mit einer daran angeschraubten Kamera in die Umlaufbahn bringen und das Leben genießen. Aber gleichzeitig befindet sich James Webb seit mehr als einem Jahrzehnt in der Entwicklung, und das endgültige Budget überstieg sogar im Stadium der frühen Projektion die Kosten seines Vorgängers! Daher ist ein umlaufendes Teleskop etwas Komplexeres als ein Amateur-Fernglas auf einem Stativ, und seine Entdeckungen werden hundertmal wertvoller sein. Aber was ist das Besondere, das man mit einem Teleskop, insbesondere einem Weltraumteleskop, erkunden kann?

Wenn Sie den Kopf zum Himmel heben, kann jeder die Sterne sehen. Aber die Untersuchung von Objekten, die Milliarden Kilometer entfernt sind, ist eine ziemlich schwierige Aufgabe. Das Licht von Sternen und Galaxien, das sich seit Millionen oder gar Milliarden Jahren bewegt, erfährt erhebliche Veränderungen – oder erreicht uns gar nicht. Staubwolken, die in Galaxien oft vorkommen, sind also in der Lage, die gesamte sichtbare Strahlung eines Sterns vollständig zu absorbieren. Dennoch führt die unaufhörliche Expansion des Universums zu Licht – seine Wellen werden länger und verändern die Reichweite in Richtung Rot oder unsichtbares Infrarot. Und die Strahlung selbst der größten Objekte, die eine Entfernung von Milliarden von Lichtjahren zurückgelegt haben, wird wie das Licht einer Taschenlampe unter Hunderten von Suchscheinwerfern - Geräte von beispielloser Empfindlichkeit sind erforderlich, um ultra-entfernte Galaxien zu entdecken.

Die Idee, ein neues leistungsstarkes Weltraumteleskop zu bauen, entstand vor fast 20 Jahren, im Jahr 1996, als amerikanische Astronomen den HST and Beyond-Bericht veröffentlichten, in dem die Frage diskutiert wurde, wohin die Astronomie als nächstes gehen sollte. Kurz zuvor, im Jahr 1995, wurde der erste Exoplanet neben einem sonnenähnlichen Stern entdeckt. Dies begeisterte die wissenschaftliche Gemeinschaft – schließlich bestand die Möglichkeit, dass irgendwo eine erdähnliche Welt existieren könnte – und so baten die Forscher die NASA, ein Teleskop zu bauen, das unter anderem für die Suche und Untersuchung von Exoplaneten geeignet wäre. Hier beginnt die Geschichte von „James Webb“. Der Start dieses Teleskops wurde ständig verzögert (ursprünglich war geplant, es bereits 2011 ins All zu schicken), aber jetzt scheint es die Zielgeraden zu erreichen. Redaktion N+1 versuchte herauszufinden, was Astronomen mit Webb zu lernen erwarten, und sprach mit denen, die dieses Tool entwickeln.

Den Namen „James Webb“ erhielt das Teleskop im Jahr 2002, davor hieß es Next Generation Space Telescope („Next Generation Space Telescope“) oder kurz NGST, da das neue Instrument die von Hubble begonnene Forschung fortsetzen sollte. Wenn "" das Universum hauptsächlich im optischen Bereich erforscht und nur den nahen Infrarot- und Ultraviolettbereich erfasst, die an die sichtbare Strahlung grenzen, konzentriert sich "James Webb" auf den infraroten Teil des Spektrums, wo ältere und kältere Objekte sichtbar sind. Darüber hinaus bezieht sich der Ausdruck „nächste Generation“ auf die fortschrittliche Technologie und Technik, die im Teleskop verwendet werden.


Herstellungsprozess von Teleskopspiegeln


Fragment eines Teleskopspiegels


Herstellungsprozess von Teleskopspiegeln


Fragment eines Teleskopspiegels


Fragment eines Teleskopspiegels


Fragment eines Teleskopspiegels

Der vielleicht ungewöhnlichste und komplexeste von ihnen ist der Hauptspiegel des "James Webb" mit einem Durchmesser von 6,5 Metern. Die Wissenschaftler bauten keine größere Version des Hubble-Spiegels, weil dieser zu viel wiegen würde, und fanden einen eleganten Ausweg aus der Situation: Sie entschieden sich, einen Spiegel aus 18 separaten Segmenten zu bauen. Für sie wurde ein leichtes und haltbares Beryllium-Metall verwendet, auf dem eine dünne Goldschicht abgeschieden wurde. Infolgedessen wiegt der Spiegel 705 Kilogramm, während seine Fläche 25 Quadratmeter beträgt. Der Hubble-Spiegel wiegt 828 Kilogramm bei einer Fläche von 4,5 Quadratmetern.

Eine weitere wichtige Teleskopkomponente, die den Ingenieuren in letzter Zeit viel Ärger bereitet hat, ist der ausfahrbare Hitzeschild, der benötigt wird, um die James-Webb-Instrumente vor Überhitzung zu schützen. In der Erdumlaufbahn können sich Objekte unter direkter Sonneneinstrahlung auf bis zu 121 Grad Celsius erhitzen. Die Instrumente von James Webb sind für den Betrieb bei ausreichend niedrigen Temperaturen ausgelegt, weshalb ein Hitzeschild benötigt wurde, um sie vor der Sonne zu schützen.

Es ist vergleichbar mit einem Tennisplatz, 21 x 14 Meter, also ist es unmöglich, es in erweiterter Form zum Lagrange-Punkt L2 (wo das Teleskop arbeiten wird) zu schicken. Hier beginnen die Hauptschwierigkeiten - wie bringt man den Schild an seinen Bestimmungsort, damit er nicht beschädigt wird? Die logischste Lösung war, es für die Dauer des Fluges zusammenzuklappen und dann auszufahren, wenn die James Webb am Betriebspunkt war.


Die Außenseite des Schildes, wo sich Antenne, Bordcomputer, Gyroskope und Solarpanel befinden, wird sich, wie von Wissenschaftlern erwartet, auf 85 Grad Celsius erwärmen. Aber auf der "Nacht"-Seite, wo sich die wichtigsten wissenschaftlichen Instrumente befinden, wird es frostig sein: etwa 233 Grad unter Null. Für die Wärmedämmung sorgen fünf Schichten des Schildes - jede kälter als die vorherige.



Aufstellbarer James-Webb-Schild

Welche wissenschaftlichen Instrumente müssen so sorgfältig vor der Sonne geschützt werden? Es gibt vier davon: die Nahinfrarotkamera NIRCam, das Mittel-IR-Instrument MIRI, den Nah-IR-Spektrographen NIRSpec und das FGS/NIRISS-System. Auf dem Bild unten können Sie deutlich sehen, in welchem ​​\u200b\u200bLicht" sie das Universum sehen werden:


Das Bild zeigt den Bereich, den die Instrumente des Teleskops erfassen werden.

Mit Hilfe wissenschaftlicher Instrumente erhoffen sich Wissenschaftler Antworten auf viele grundlegende Fragen. Zunächst einmal betreffen sie Exoplaneten.

Obwohl Kepler bisher mehr als 2.500 Exoplaneten entdeckt hat, existieren Dichteschätzungen nur für einige Hundert. In der Zwischenzeit ermöglichen uns diese Schätzungen zu verstehen, zu welcher Art der Planet gehört. Wenn es eine geringe Dichte hat, haben wir offensichtlich einen Gasriesen vor uns. Wenn der Himmelskörper eine hohe Dichte hat, handelt es sich höchstwahrscheinlich um einen felsigen Planeten, der der Erde oder dem Mars ähnelt. Astronomen hoffen, dass James Webb dazu beitragen wird, mehr Daten über die Massen und Durchmesser der Planeten zu sammeln, die helfen, ihre Dichte zu berechnen und ihren Typ zu bestimmen.


NASA/Goddard Space Flight Center und das Advanced Visualization Laboratory am National Center for Supercomputing Applications

Eine weitere wichtige Frage betrifft die Atmosphären von Exoplaneten. Hubble und Spitzer haben Daten über die Gashüllen von etwa hundert Planeten gesammelt. Die Tools von James Webb werden es ermöglichen, diese Zahl um mindestens das Dreifache zu erhöhen. Dank wissenschaftlicher Instrumente und verschiedener Beobachtungsmodi werden Astronomen in der Lage sein, das Vorhandensein einer Vielzahl von Substanzen, darunter Wasser, Methan und Kohlendioxid, nicht nur auf großen Planeten, sondern auch auf terrestrischen Planeten zu bestimmen. Eines der Beobachtungsziele wird dort sein, wo sich sieben erdähnliche Planeten gleichzeitig befinden.

Die meisten Ergebnisse werden für junge, neu gebildete Jupiter erwartet, die noch im Infraroten emittieren. Insbesondere im Sonnensystem nimmt mit abnehmender Masse der Gasriesen deren Gehalt an Metallen (Elemente schwerer als Wasserstoff und Helium) zu. Hubble hat einmal gezeigt, dass nicht alle Planetensysteme diesem Gesetz gehorchen, aber es gibt immer noch keine statistisch verlässliche Stichprobe – James Webb wird sie bekommen. Darüber hinaus soll das Teleskop auch Subneptune und Supererden untersuchen.

Ein weiteres wichtiges Ziel des Teleskops werden alte Galaxien sein. Heute wissen wir bereits viel über die umgebenden Galaxien, aber noch sehr wenig über diejenigen, die in einem sehr jungen Universum erschienen sind. Hubble kann das Universum so sehen, wie es 400 Millionen Jahre nach dem Urknall aussah, und das Planck-Observatorium beobachtete kosmische Mikrowellenstrahlung, die 400.000 Jahre nach dem Urknall entstand. James Webb muss die Lücke zwischen ihnen füllen und herausfinden, wie Galaxien in den ersten 3 Prozent der kosmischen Geschichte aussahen.

Jetzt beobachten Astronomen einen direkten Zusammenhang zwischen der Größe einer Galaxie und ihrem Alter – je älter das Universum, desto mehr kleine Galaxien enthält es. Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass sich dieser Trend fortsetzt, und die Wissenschaftler hoffen, eine Art "Wendepunkt" zu bestimmen, um eine untere Grenze für die Größe von Galaxien zu finden. Damit wollen Astronomen die Frage beantworten, wann die ersten Galaxien entstanden sind.

Ein separater Punkt ist die Untersuchung von Molekülwolken und protoplanetaren Scheiben. Bisher konnte Spitzer nur in die unmittelbare Umgebung des Sonnensystems blicken. Webb ist viel empfindlicher und wird tatsächlich in der Lage sein, den anderen Rand der Milchstraße sowie ihr Zentrum zu sehen.

Außerdem wird "James Webb" nach hypothetischen Sternen der Population III suchen - das sind sehr schwere Objekte, in denen es fast keine Elemente gibt, die schwerer sind als Helium, Wasserstoff und Lithium. Es wird angenommen, dass solche Sterne nach dem Urknall entstehen sollten.



Ein Paar interagierender Galaxien, die als "Antennen" bezeichnet werden

Heute ist der Start von „James Webb“ für Juni 2019 geplant. Das Teleskop sollte ursprünglich im zeitigen Frühjahr ins All geschickt werden, doch die Mission verzögerte sich aufgrund technischer Probleme um mehrere Monate. Christine Pulliam, stellvertretende Projektleiterin, beantwortete Fragen N+1über das Teleskop selbst und die Schwierigkeiten bei seiner Konstruktion.

Ich denke, ich stelle die offensichtliche Frage, aber was macht „James Webb“ einzigartig?

Webb wird uns erlauben, das Universum zu sehen, wie wir es noch nie zuvor gesehen haben. Es wird Beobachtungen im Infrarotbereich durchführen, dh bei anderen Wellenlängen als dem Hubble, wird in der Lage sein, weiter als mit dem Spitzer und in andere Bereiche als mit dem Herschel zu blicken. Es wird die Lücken füllen und dazu beitragen, ein kohärentes Bild des Universums zu erstellen. Umfangreiche Infrarotbeobachtungen werden uns dabei helfen, entstehende Sterne und Planeten zu sehen. Wir werden endlich die ersten Galaxien entdecken, und dies wird helfen, die gesamte kosmologische Geschichte zusammenzustellen. Manche Leute sagen gerne, dass Teleskope Zeitmaschinen sind, was ein sehr guter Ausdruck ist. Wenn wir in den Weltraum blicken, sehen wir die Vergangenheit, weil es Zeit braucht, bis das Licht die Erde erreicht. Wir werden das Universum sehen, als es extrem jung war – und dies wird helfen zu verstehen, wie wir erschienen sind und wie das Universum funktioniert. Wenn wir über etwas sprechen, das der Menschheit näher kommt, dann werden wir sehen, wie Sterne entstanden, wie sich Exoplaneten gebildet haben, und wir können sogar ihre Atmosphären charakterisieren.

Ja, die Frage nach den Atmosphären entfernter Planeten beschäftigt viele Menschen. Welche Ergebnisse erwarten Sie?

Wir hatten Missionen wie Kepler, die nach Kandidaten suchten. Dank ihnen sind uns heute Tausende von Exoplaneten bekannt. Nun wird sich "James Webb" bereits bekannte Objekte anschauen und deren Atmosphären erforschen. Dies gilt insbesondere für Riesenplaneten - Himmelskörper in der Größe zwischen Neptun und Superjupiter. Es ist für uns von entscheidender Bedeutung, zu verstehen, wie solche Objekte entstehen, wie sie sich entwickeln und wie die Systeme beschaffen sind, denen sie angehören. Wenn wir beispielsweise ein System aus mehreren Planeten sehen, ist es für uns wichtig festzustellen, ob dort Wasser sein kann und wo wir danach suchen müssen.

Definieren Sie tatsächlich die bewohnbare Zone?

Exakt. Es wird für verschiedene Stars unterschiedlich sein. James Webb wird uns helfen, ferne Planeten zu charakterisieren und zu verstehen, wie einzigartig unsere Heimat ist.

Die Mission des Teleskops wird voraussichtlich etwa zehn Jahre dauern. Doch was sind die wahren Vorhersagen? Wir alle erinnern uns an die Voyager, die immer noch in Betrieb sind und Daten zur Erde senden, obwohl dies niemand geplant hat.

Die nominelle Lebensdauer des Werkzeugs beträgt fünf Jahre, und wir hoffen, dass es so lange funktionieren wird. Wenn Sie eine mutigere Einschätzung abgeben, dann sind es zehn Jahre. Wir sind durch die Menge an Kühlmittel begrenzt, die benötigt wird, um die Systeme des Teleskops am Laufen zu halten. Ich glaube nicht, dass James Webb wie Hubble 29 Jahre durchhält.

Ja, "James Webb" wird am zweiten Lagrange-Punkt zu weit von der Erde entfernt sein. Glauben Sie, dass die Technologie es uns in Zukunft ermöglichen wird, zu einem Teleskop zu fliegen und es zu reparieren, wenn es kaputt geht?

Eine solche Möglichkeit ist nicht ausgeschlossen. In diesem Fall verfügt das Teleskop über eine Halterung für einen Roboterarm, der auf dem Webb installiert werden kann. Eine Wartung des Teleskops war jedoch von Anfang an nicht vorgesehen, so dass man sich darauf nicht allzu viel Hoffnung machen sollte. Angesichts der Tatsache, dass das Instrument nur 5-10 Jahre halten wird, werden wir wahrscheinlich nicht die Zeit haben, so weit vorauszugehen, um ein Raumschiff dorthin zu schicken.

Wird James Webb in der Lage sein, mit anderen Raumfahrzeugen zusammenzuarbeiten? Beispielsweise schlägt das Weltraum- und Astronomiezentrum der Universität von Colorado vor, einen externen Koronographen dafür zu bauen. 2013 sprachen sie über eine mögliche Zusammenarbeit mit dem Teleskop – gibt es solche Pläne in der Realität?

Ich würde nicht sagen, dass wir im Moment eine solche Möglichkeit in Betracht ziehen. Wenn ich mich nicht irre, ist Webb Cash für dieses Projekt verantwortlich, aber es gibt ein weiteres Star-Shield-Projekt sowie mehrere andere Gruppen, die ähnliche Tools entwickeln. Derzeit gibt es keine konkreten Pläne, James Webb mit einem anderen Instrument zu verbinden, obwohl es hypothetisch mit jedem Weltraumobservatorium zusammenarbeiten könnte.

Wie planen Sie, Ihre Beobachtungszeit zu verteilen?

Jetzt schicken uns Astronomen aus aller Welt ihre Bewerbungen, und nach bestandener Prüfung erhalten wir einen groben Plan. Es gibt eine "garantierte Beobachtungszeit", die den Wissenschaftlern vorbehalten ist, die heute beim Entwurf und Bau des James Webb helfen, eine Art Dankeschön für ihre Arbeit. Diese Forscher werden Galaxien, Exoplaneten wie die Planeten des TRAPPIST-Systems untersuchen. Zum Teil wählen wir Ziele selbst aus, um die Fähigkeiten des James Web zu testen. Beim Bau des Teleskops fingen wir gerade erst an, über Exoplaneten nachzudenken, aber jetzt ist dies ein sehr vielversprechendes Gebiet in der Astronomie, und wir müssen herausfinden, wie wir James Webb einsetzen können, um Planeten außerhalb des Sonnensystems zu untersuchen. Genau das werden die Teams tun, die im ersten Jahr Beobachtungen machen werden. Im Herbst wird bekannt, was wir im ersten Jahr „sehen“ werden.


Hubble Ultratieffeld

Warum wird das Startdatum verschoben? Es gibt Gerüchte über finanzielle Probleme und Probleme mit dem Spiegelsystem.

Tatsache ist, dass Webb ein sehr schwieriges Teleskop ist, und dies ist das erste Mal, dass wir ein so komplexes Problem lösen. Der Apparat besteht aus mehreren Hauptkomponenten: Spiegeln, Werkzeugen, einem riesigen Schild und Kühlmechanismen. All diese Elemente müssen gebaut und getestet, kombiniert, erneut getestet werden – das kostet natürlich Zeit. Wir müssen auch sicherstellen, dass wir alles richtig gemacht haben, dass alle Teile zusammenpassen, dass der Start erfolgreich ist und dass alle Elemente korrekt eingesetzt werden. Aufgrund der großen Anzahl von Stufen und der Notwendigkeit einer gründlichen Überprüfung treten Verzögerungen auf.

Das heißt, Sie führten jetzt Tests durch und stellten fest, dass Sie nicht in den ursprünglichen Zeitplan passten?

Ja. Tatsächlich haben wir noch viel Freizeit. Wir wussten zunächst, dass alles in Ordnung sein würde, gingen aber davon aus, dass sich die Vorbereitung aus irgendeinem Grund verzögern könnte. Wenn wir bereit sind, das Fahrzeug zu starten, müssen wir uns außerdem mit der ESA, der Eigentümerin der Ariane-Rakete, auf ein bestimmtes Datum einigen. Also dachten wir - wohin soll man sich beeilen?

Sagen Sie uns, welche Tests das Teleskop bestehen muss und besteht?

Zuletzt wurde der Test des OTISS-Systems (Optical Telescope and Instrument Assembly) im Lyndon Johnson Space Center abgeschlossen. Es wurde auf extrem niedrige Betriebstemperaturen gekühlt, die gesamte Optik und das Teleskop selbst wurden getestet. Kürzlich haben die Wissenschaftler das System aus der Kühlkammer ausgebaut, wieder aufgeheizt und nun reist OTISS in den kalifornischen Redando Beach Space Park, wo es mit einem Sonnenschutz verbunden wird. Außerdem wird jetzt am Schild selbst gearbeitet, Experten führen zahlreiche Kontrollen durch. Wenn alle Elemente am Schild befestigt sind, wird es gefaltet und entfaltet, um sicherzustellen, dass es einwandfrei funktioniert, und dann werden andere Tests durchgeführt, einschließlich eines Tests für die Vibrationen, denen das Teleskop während des Raketenflugs ausgesetzt ist. Der Start ins All ist eine ernsthafte Prüfung für ein Fahrzeug, daher wollen die Ingenieure sicherstellen, dass alle seine Komponenten den Flug überleben. Die Forscher werden dann die James Webb für den Start vorbereiten, sie auf einen Lastkahn laden und irgendwann Anfang 2019 zu einem Weltraumbahnhof in Französisch-Guayana verschiffen.

Was ist mit den restlichen Werkzeugen? Soweit ich weiß, haben Sie nicht alles erwähnt. Wurden sie schon vorgescreent?

Ja, sie haben bereits alle Tests bestanden und sind nun am Teleskop installiert. Dies sind separate Geräte, die zahlreiche wissenschaftliche Studien durchführen werden - ein Spektrograph, der den Himmel im mittleren IR-Bereich untersucht, eine Kamera. Darüber hinaus haben alle Tools unterschiedliche Modi, sodass wir überprüfen müssen, ob sie wirklich so funktionieren, wie wir es uns vorgestellt haben. Dies ist sehr wichtig - Sie müssen das Gerät "schütteln" und sicherstellen, dass der Blickwinkel gleich bleibt.

Wann können wir mit den ersten Ergebnissen rechnen?

Höchstwahrscheinlich kommen die ersten Daten erst Ende nächsten Jahres oder Anfang 2020. Zwischen dem Start und dem Erhalt der ersten Informationen werden etwa sechs Monate vergehen. Während dieser Zeit dreht sich das Teleskop um und wir stellen sicher, dass es sich geöffnet hat und ordnungsgemäß funktioniert. Dann müssen die Geräte abkühlen, was viel Zeit in Anspruch nimmt. Auf der Erde hat James Webb Raumtemperatur, aber wenn wir ihn ins All bringen, müssen wir warten, bis seine Instrumente die Betriebstemperatur erreicht haben. Dann nehmen wir sie in Betrieb: Geplant sind bereits einige „Trainingsübungen“ – mehrere geplante Beobachtungen und Überprüfungen verschiedener Funktionsweisen, die sicherstellen, dass alles so funktioniert, wie es soll. Da wir kein Startdatum haben und daher nicht wissen, was in das Sichtfeld des Teleskops fallen wird, wurde kein bestimmtes Objekt für Beobachtungen ausgewählt. Höchstwahrscheinlich werden wir die Instrumente des Teleskops auf einen fernen Stern kalibrieren. Das sind alles interne Prozesse – zuerst müssen wir dafür sorgen, dass wir überhaupt etwas sehen können.

Nachdem wir jedoch sichergestellt haben, dass alle Werkzeuge funktionieren, werden wir direkt zu wissenschaftlichen Experimenten übergehen. Ein Team von Wissenschaftlern, die sich auf Bilder spezialisiert haben, wird bestimmen, welche Ziele wirklich faszinierend aussehen und das Publikum fesseln werden. Die Arbeit wird von den gleichen Künstlern durchgeführt, die mit den Hubble-Bildern gearbeitet haben – das sind Menschen mit langjähriger Erfahrung in der Verarbeitung von astronomischen Bildern. Darüber hinaus werden zusätzliche Gerätetests durchgeführt.

Nach den ersten Bildern haben wir etwas mehr als ein Jahr Zeit für wissenschaftliche Beobachtungen. Dazu gehören bereits bekannte Programme zur Erforschung weit entfernter Galaxien, Quasare, Exoplaneten und Jupiter. Generell werden Astronomen alles Mögliche beobachten – von Regionen aktiver Sternentstehung bis hin zu Eis in protoplanetaren Scheiben. Diese Studien sind für uns alle wichtig: Der Rest der wissenschaftlichen Gemeinschaft wird in der Lage sein, die Ergebnisse anderer Teams zu sehen und zu verstehen, wohin sie als nächstes gehen sollten.

Kristina Ulasowitsch

Die NASA hat heute Pläne für das Projekt des James-Webb-Teleskops bestätigt. Das Management sagte, dass sowohl das aktuelle Budget als auch die Pläne für den Start des Weltraumteleskops für 2018 auf dem neuesten Stand seien. Es ist erwähnenswert, dass die Agentur selbst dieses Teleskop eher als das nächste Hubble-Modell betrachtet als als seinen Ersatz.

Die Fähigkeiten des Teleskops übertreffen die von Hubble bei weitem. James Webb wird einen zusammengesetzten Spiegel mit 6,5 Metern Durchmesser (der Hubble-Spiegel hat einen Durchmesser von 2,4 Metern) mit einer Sammelfläche von 25 m² und einem Sonnenschutz von der Größe eines Tennisplatzes haben. Das Teleskop wird sich am Lagrange-Punkt L2 des Sonne-Erde-Systems befinden.


James Webb wird in die ferne Vergangenheit des Universums reisen können – 100 bis 250 Millionen Jahre nach dem Urknall. Mit anderen Worten, das neue Teleskop wird viel weiter in die Tiefen des Weltraums blicken können als Hubble, das nicht weiter als 800 Millionen bis 1 Milliarde Jahre nach dem Urknall „reisen“ kann. Außerdem ist Webb nicht für sichtbares Licht „geschärft“, sein Spezialgebiet ist das Infrarotspektrum. James Webb kann jedoch auch für das menschliche Auge sichtbare Strahlung nachweisen.


Simulation dessen, was das James-Webb-Teleskop „sieht“ und was Hubble am selben Punkt im Weltraum sieht

Schwierigkeiten bei der Projektumsetzung

Das Hauptproblem bei so großen Projekten wie James Webb und Hubble ist das Budget. Dass das erste, dass das zweite Projekt das Budget sprengte. Da jedoch ein erheblicher Teil des Budgets bereits ausgegeben wurde, bleibt nichts anderes übrig, als die Umsetzung der Pläne fortzusetzen.

Im Fall von Hubble wurde die Situation noch dadurch verkompliziert, dass der Spiegel anfänglich falsch installiert war. Dies beeinträchtigte die Fähigkeiten des Teleskops, und es dauerte lange, bis der Fehler durch eine externe Expedition behoben wurde, bei der Korrekturlinsen installiert wurden.

Soweit es James Webb betrifft, ist der Fehler hier unentschuldbar. Wie oben erwähnt, soll das neue Teleskop am Lagrange-Punkt L2 installiert werden. Wenn etwas schief geht, muss das Projekt vergessen werden. Die Chancen für eine erfolgreiche Umsetzung des Projekts sind jedoch recht groß.