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«James Webb» ist unterwegs – alle Antworten zum Teleskop der Superlative

Das Mega-Teleskop wurde am Weihnachtstag ins All geschossen, aber wozu dient es? Die Antwort findest du hier.
Cet article est également disponible en français. Lisez-le maintenant!
25.12.2021, 21:58
Der Live-Stream der NASA.Video: YouTube/NASA

Es ist das leistungsstärkste Weltraumteleskop, das je gebaut wurde. Das James-Webb-Teleskop hat am 25. Dezember um 13:20 Uhr, nach über 30 Jahren Wartezeit, abgehoben.

Es startete vom europäischen Weltraum-Bahnhof Kourou in Französisch-Guayana aus und befindet sich an Bord einer Ariane-Trägerrakete. Der Weg bis zum etwa 1,5 Millionen Kilometer entfernten Zielorbit dauert etwa vier Wochen.

Das Nasa-Teleskop ist ein technisches Juwel und wird das Universum erforschen, indem es quasi 13 Milliarden Jahre in der Zeit zurückreist. Was das genau bedeutet, erklären wir in diesem Überblick:

Wie sieht das James-Webb-Teleskop aus?

Sein Herzstück ist der riesige Hauptspiegel mit einem Durchmesser von 6,6 Metern, der aus 18 kleineren, sechseckigen Spiegeln besteht. Sie sind aus Beryllium gefertigt und mit Gold beschichtet, um das Licht, das sie vom Rande des Universums einfangen, besser reflektieren zu können.

Bild: keystone

Das Observatorium verfügt ausserdem über vier wissenschaftliche Instrumente. Darunter ist der sogenannte Imager, mit denen Fotos vom Kosmos gemacht werden können, und der Spektrometer, der das Licht zerlegt, um die chemischen und physikalischen Eigenschaften der beobachteten Objekte zu untersuchen.

Der Spiegel und die Instrumente werden von einer riesigen Sonnenblende geschützt, die aus fünf übereinander liegenden Schichten besteht. Sie sind so gross wie ein Tennisplatz, aber so dünn wie ein Haar und bestehen aus Kapton, einem Material, das aufgrund seiner Widerstandsfähigkeit gegen extreme Temperaturen ausgewählt wurde: Eine Seite wird Temperaturen von über 110 °C und die andere von –235 °C aushalten müssen.

Bild: keystone

An Bord befindet sich auch ein Servicemodul, dass das Antriebs- und Kommunikationssystem enthält. Insgesamt wiegt das Observatorium so viel wie ein Schulbus.

Wohin wird das James-Webb-Teleskop geschickt?

Das James-Webb-Teleskop wird in eine Umlaufbahn gebracht, die 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt ist. Das entspricht dem Vierfachen der Entfernung unseres Planeten zum Mond.

Im Gegensatz zum Hubble-Teleskop, das die Erde umkreist, wird das neue Teleskop die Sonne umkreisen. Es wird sich in ständiger Ausrichtung mit der Sonne und der Erde «hinter» der Erde bewegen. Der Spiegel des Teleskops wird ständig mit dem Rücken zu unserem Stern stehen.

Es wird etwa einen Monat dauern, bis er diese Position – den sogenannten Lagrange-Punkt L2 – erreicht hat. In dieser Entfernung ist keine bemannte Reparaturmission möglich, wie es bisher beim Hubble-Teleskop der Fall gewesen war.

Position der Lagrange-Punkte im System Erde-Sonne.
Position der Lagrange-Punkte im System Erde-Sonne.Bild: nasa

Wie wird sich James Webb entfalten?

Bild: keystone

Da das Teleskop zu gross war, um in eine Rakete zu passen, wurde es in sich selbst gefaltet. Diese technische Einschränkung führte zum kompliziertesten Teil der Mission: dem Auspacken im Weltraum, dem wohl kritischstem Unterfangen, das die Nasa je unternommen hat.

Etwa 30 Minuten nach dem Start werden die Kommunikationsantenne und die Solarpaneele, die sie mit Energie versorgen, ausgefahren.

Dann wird die Sonnenblende, die bisher wie eine Ziehharmonika gefaltet war, am sechsten Tag – lange nachdem sie den Mond passiert hat – sich zu entfalten beginnen. Die dünne Membran wird durch einen komplizierten Mechanismus mit 400 Rollen und 400 Metern Kabel geführt. In der zweiten Woche kommt schliesslich der Spiegel an die Reihe.

Wenn die Instrumente ihre endgültige Konfiguration erreicht haben, müssen sie abkühlen und kalibriert werden, zudem müssen die Spiegel sehr genau justiert werden. Nach sechs Monaten wird das Teleskop fertig sein.

Welche Aufgabe hat das Teleskop?

«James Webb» hat zwei grosse wissenschaftliche Missionen, die mehr als die Hälfte der Beobachtungszeit ausmachen werden.

  1. Zunächst sollen die frühen Phasen des Universums erforscht werden: Strahlen, Galaxien und Sterne, die einige hundert Million Jahre nach dem Urknall entstanden, sollen mit dem leistungsstarken Teleskop beobachtet werden.
  2. Die grosse Aufgabe wird darin bestehen, Exoplaneten auf der Suche nach einer bewohnbaren Umgebung zu untersuchen und dabei insbesondere ihre Atmosphäre zu erforschen.

Die grosse Neuerung am neuen Teleskop ist, dass er nur im nahen und mittleren Infrarotbereich operieren wird. Damit kann es durch Staubwolken sehen, die für Hubble undurchdringlich waren. Hubble verfügt zwar ebenfalls eine kleine Infrarotkapazität, operiert aber hauptsächlich im sichtbaren Licht und im ultravioletten Bereich.

Geplant sind auch Beobachtungen des Mars und des Jupitermondes Europa in unserem Sonnensystem.

Wie lange haben wir auf James Webb gewartet?

Das Projekt wurde in den 1990er Jahren ins Leben gerufen und 2004 wurde mit dem Bau begonnen. Sein Start wurde immer wieder verschoben, zunächst auf 2007, dann auf 2018. Geschuldet ist dies besonders der Komplexität seiner Entwicklung.

In dieser Rakete soll das Teleskop abheben.
In dieser Rakete soll das Teleskop abheben.Bild: keystone

Das Observatorium ist das Ergebnis einer riesigen internationalen Zusammenarbeit, zu der auch kanadische und europäische Instrumente gehören. Mehr als 10'000 Menschen arbeiteten am Projekt. Das Budget sprengte schnell den Rahmen und beläuft sich mittlerweile auf über 10 Milliarden Dollar.

Das James-Webb-Teleskop soll mindestens fünf Jahre und möglicherweise bis zu mehr als zehn Jahre operieren.

«An Bord dieser Rakete sind die Hoffnungen und Träume von Zehntausenden Wissenschaftern, die von den Erkenntnissen dieser Mission profitieren werden», sagte der Schweizer Nasa-Forschungsdirektor Thomas Zurbuchen wenige Minuten vor dem Start. «Wir haben das Universum noch nie so gesehen, wie Webb es uns zeigen wird.»

Warum gibt es einen Skandal um den Namen «James Webb»?

Das Teleskop wurde nach dem ehemaligen Chef der Nasa, James Webb, benannt. Dieser Mann war der zweite Administrator der renommierten US-Behörde. Er wurde 1961 von Präsident Johnson zum Direktor der Nasa ernannt und leitete sie bis 1968. Er war massgeblich am Erfolg des Apollo-Programms beteiligt.

Im Frühjahr dieses Jahres wurde er jedoch beschuldigt, an homophoben Verfolgungen der US-Regierung um die Wende zu den 1950er Jahren beteiligt gewesen zu sein. Mehr als tausend Astronomen forderten daraufhin von der Nasa, das Teleskop umzubenennen. Die US-Weltraumbehörde kam nach einer Untersuchung jedoch zu dem Schluss, dass es keine Beweise gebe, die den ehemaligen Nasa-Verwalter belasten würden. (jah/sda)

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