James Webb Space Telescope

Weltraumteleskop „Webb“ von Nasa und Esa soll Geheimnisse des Universums lüften

  • Tanja Banner
    VonTanja Banner
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Der Start des Nasa/Esa-Weltraumteleskops „James Webb Space Telescope“ (JWST) wird von Fachleuten sehnsüchtig erwartet. Wie „Webb“ die Forschung verändern soll.

Kourou – Seit mehr als 25 Jahren ist das „James Webb Space Telescope“ (JWST)* in der Planung, im Jahr 2007 sollte es eigentlich starten. Nach vielen Kostenüberschreitungen und Startverschiebungen ist der Tag, an dem „Webb“, wie das neue Weltraumteleskop gerne genannt wird, nun endlich in greifbare Nähe gerückt. Am 25. Dezember 2021 soll eine europäische Ariane-5-Rakete das Teleskop vom europäischen Weltraumbahnhof in Kourou (Französisch-Guayana) ins Weltall transportieren. Doch dieser Termin ist derzeit alles andere als sicher: Bereits mehrfach wurde der Start in den vergangenen Wochen verschoben. Das Teleskop befindet sich längst in der Spitze der Rakete – es muss nur noch das Wetter mitspielen.

Der Start des „James Webb Space Telescope“, an dem die US-Raumfahrtorganisation Nasa*, ihr europäisches Pendant Esa und die kanadische Raumfahrtorganisation CSA beteiligt sind, ist in der Astronomie*-Community wohl der Raketenstart des Jahres: Seit vielen Jahren warten Forschende in aller Welt darauf, dass das Weltraumteleskop, das gerne als Nachfolger des „Hubble“-Weltraumteleskops bezeichnet wird, endlich ins All geschossen wird. Doch es darf auch nichts schiefgehen: Das Teleskop verschlang etwa 10 Milliarden US-Dollar – so viel wie keine robotische Weltraummission zuvor. Geht etwas schief, wird es möglicherweise keinen zweiten Versuch geben.

Das James Webb Space Telescope von Nasa, Esa und CSA wird von einer Ariane 5-Rakete ins Weltall transportiert – und muss sich danach wie in einem „High-Tech-Origami“ entfalten. (Künstlerische Darstellung)

James Webb Space Telescope von Nasa, Esa und CSA: Warten auf „Webb“

Doch auch die ersten Wochen nach dem Start von „Webb“ sind heikel: Das Weltraumteleskop hat unter anderem einen 6,5 Meter großen Primärspiegel und einen Sonnenschild in der Größe eines Tennisplatzes, der das Teleskop vor der Wärme der Sonne schützt. Um diese großen Teile in der Rakete verstauen zu können, wurden sie auf eine spezielle Art gebaut und zusammengefaltet. In den Tagen nach dem Start muss sich das Teleskop im Weltall nach und nach entfalten – die Nasa spricht von einem „High-Tech-Origami“; ein kompliziertes Manöver, das die Nasa auf ihrer Website Schritt für Schritt erklärt. Acht Tage nach dem Start soll der fünflagige Sonnenschild voll entfaltet sein, zwölf Tage nach dem Start beginnt das Ausklappen des Hauptspiegels, der aus 18 wabenförmigen Segmenten besteht, die in drei Teile aufgeteilt sind, die im Weltall motorisiert zusammengebaut werden.

Dreizehn Tage nach dem Start ist „Webb“ fertig ausgeklappt, so der Plan der Nasa. Es folgen Bewegungen der einzelnen Spiegelelemente, um sie einsatzbereit zu machen. 29 Tage nach dem Start muss das Weltraumteleskop seine Triebwerke zünden, um die Umlaufbahn zu erreichen, in der es künftig arbeiten soll: den sogenannten „Lagrange-Punkt 2“, etwa 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt. Dort heben sich die Gravitationskräfte von Erde und Sonne auf, das Teleskop kann die Sonne antriebslos umkreisen, ohne seine Position zur Erde zu verändern. Zum Vergleich: Das „Hubble“-Weltraumteleskop umkreist die Erde in einer Höhe von etwa 500 Kilometern, die ISS fliegt nur etwa 400 Kilometer hoch. Der Abstand zwischen Erde und Mond beträgt etwa 384.400 Kilometer.

Der Hauptspiegel des James Webb Space Telescope von Nasa, Esa und CSA hat einen Durchmesser von 6,5 Metern und besteht aus 18 Waben.

Nasa/Esa-Weltraumteleskop JWST: Ein halbes Jahr vom Start bis zum ersten Einsatz

Nach dem Start von „Webb“ müssen sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler noch einige Zeit gedulden: Etwa ein halbes Jahr dauert es, bis das Weltraumteleskop einsatzbereit ist. Dann soll das beginnen, worauf Astronom:innen bereits seit langer Zeit warten: Das James Webb Space Telescope soll unser Verständnis vom Universum verändern. „Webb“ beobachtet im Infrarotbereich und kann alles im Weltall* beobachten, wie die Nasa mitteilt: „Von Planeten zu Sternen und Nebeln, Galaxien und mehr“. Das Teleskop soll „Forschenden helfen, Geheimnisse im entfernten Universum aufzudecken, aber auch Exoplaneten näher an der Heimat“. Es wird erwartet, dass „Webb“ weit in die Vergangenheit schaut: Mehr als 13,5 Milliarden Jahre soll das Teleskop in die Vergangenheit blicken und dabei nach den ältesten Galaxien im Universum suchen.

„Webb wurde entwickelt, um auf dem unglaublichen Erbe der Weltraumteleskope Hubble und Spitzer aufzubauen, indem es das Infrarotuniversum beobachtet und jede Phase der kosmischen Geschichte erforscht“, erklärt Eric Smith, Programmwissenschaftler von Nasa Webb. „Das Teleskop wird Licht der ersten Generation von Galaxien erkennen, die sich im frühen Universum nach dem Urknall bildeten, und die Atmosphären nahegelegener Exoplaneten auf mögliche Anzeichen einer Bewohnbarkeit untersuchen.“

Künstlerische Darstellung: Das James Webb Space Telescope von Nasa, Esa und CSA im Weltall. Der 6,5 Meter große Hauptspiegel blickt tief ins All, während der Tennisplatz-große Sonnenschild das Weltraumteleskop vor der Wärme der Sonne schützt.

James Webb Space Telescope soll sichtbar machen, was für „Hubble“ verborgen blieb

Das JWST ist im Gegensatz zum „Hubble“-Weltraumteleskop auf die Infrarotastronomie spezialisiert und kann dadurch in Bereiche des Weltalls blicken, die bisher verborgen blieben. Infrarotstrahlung kann Materiewolken durchdringen und so sichtbar machen, was für „Hubble“ verborgen blieb. So soll „Webb“ Objekte beobachten können, die zu alt und zu weit entfernt für seinen Vorgänger „Hubble“ sind. Zu den Zielen der JWST-Mission zählen folgende Punkte:

  • Die ältesten Galaxien im Universum finden.
  • Die Entstehung von Sternen beobachten – von jungen Sternen bis zur Entstehung von Planetensystemen.
  • Physikalische und chemische Eigenschaften von Planetensystemen messen – auch von unserem Sonnensystem.
  • Das Potenzial von Leben in Planetensystemen erforschen.

Nasa/Esa-Weltraumteleskop „Webb“ soll auch unser eigenes Sonnensystem erforschen

Auch unser eigenes Sonnensystem ist ein Forschungsobjekt für „Webb“: Das neue Weltraumteleskop soll die Oberflächen und Atmosphären von Objekten in unserem Sonnensystem charakterisieren – unter anderem Planeten und deren Monde, aber auch Kometen und Asteroiden. Exoplaneten – also Planeten außerhalb unseres Sonnensystems – werden ebenfalls von JWST unter die Lupe genommen. Forschende in aller Welt erhoffen sich vom James Webb Space Telescope Antworten auf fundamentale Fragen: Gibt es andere erdähnliche Planeten? Wie sind Gesteins-, Eis- und Gasplaneten in unserem Sonnensystem entstanden und wie entscheidet sich unser Sonnensystem von anderen Planetensystemen?

Bevor „Webb“ sich daran machen kann, diese und viele weitere grundlegenden astronomischen Fragen zu beantworten, müssen sich die Forschenden noch mindestens ein halbes Jahr in Geduld üben. Doch erst einmal muss der Start stattfinden. Derzeit ist er für den 25. Dezember 2021 zwischen 13.20 und 13.52 Uhr vorgesehen – gutes Wetter vorausgesetzt. Es wäre für Astronominnen und Astronomen in aller Welt ein großartiges Weihnachtsgeschenk. (tab) *fr.de ist ein Angebot von IPPEN.MEDIA.

Rubriklistenbild: © D. Ducros

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