NASA setzt erfolgreich komplexe Sonnenblende am James Webb Space Telescope ein

Das James-Webb-Weltraumteleskop der nächsten Generation der NASA hat seine Sonnenblende erfolgreich eingesetzt – eine entscheidende Funktion, die das Observatorium verwenden wird, um seine Instrumente während seiner Mission besonders kalt zu halten. Das Entfalten der Sonnenblende markiert das Ende des vielleicht kompliziertesten Einsatzes, den das Observatorium durchführen muss, um im Weltraum richtig zu funktionieren.

„Dies ist ein wirklich großer Moment“, sagte Bill Ochs, der Projektmanager für JWST am Goddard Space Flight Center der NASA, dem Missionsteam nach Abschluss des Einsatzes. „Ich möchte dem gesamten Team nur gratulieren. Wir haben noch viel zu tun, aber die Sonnenblende herauszuholen und einzusetzen ist wirklich sehr, sehr groß.“

Das James Webb Space Telescope (JWST) ist das leistungsstarke neue Weltraumobservatorium der NASA, das am 25. Dezember nach etwa 25 Jahren Entwicklung in Betrieb genommen wurde. JWST wird oft als Nachfolger des Hubble-Weltraumteleskops angesehen, das sich derzeit im Orbit um die Erde befindet, und verspricht noch mehr Leistung und eine verbesserte Fähigkeit, entfernte, schwache Objekte in unserem Universum zu sehen. Astronomen hoffen, mit JWST in die Vergangenheit zurückzublicken und einige der ersten Sterne und Galaxien zu sehen, die nur wenige hundert Millionen Jahre nach dem Urknall entstanden sind.

Aber um das alte Universum zu beobachten, muss JWST zuerst einen komplexen Entfaltungsprozess durchlaufen. Das Teleskop war viel zu groß, um in seiner endgültigen Konfiguration in den Weltraum zu starten, daher haben die Missionsdesigner das Teleskop so konstruiert, dass es sich nach dem Start entfaltet. Die Bereitstellung basiert auf Hunderten von Mechanismen und beweglichen Teilen, und alles muss stimmen, damit JWST funktioniert. Auf dem Weg dorthin gibt es bis zu 344 Einzelfehler, Bereitstellungen ohne Backups, die wie geplant ausgeführt werden müssen oder sonst die gesamte Mission gefährden könnten.

Das Ende der vielleicht kompliziertesten Bereitstellung

Ein Teil des Entfaltungsprozesses beinhaltete den Einsatz der Sonnenblende von JWST. JWST beobachtet Infrarotlicht, eine Art unsichtbares Licht, das mit Wärme in Verbindung gebracht wird. Aus diesem Grund muss das Teleskop bei etwa -370 Grad Fahrenheit extrem kalt bleiben, um richtig zu funktionieren. Die Sonnenblende, bestehend aus fünf dünnen reflektierenden Schichten aus einem Material namens Kapton, soll verhindern, dass die Hitze der Sonne das Teleskop zu stark erhitzt.

Der Einsatz des Sonnenschutzes war ein äußerst komplexes Ereignis; die Schichten sind unglaublich dünne Membranen, die intakt bleiben mussten. Bis zu 107 Auslösemechanismen wurden verwendet, um die Schichten zu entfalten, und jeder Mechanismus musste wie geplant funktionieren, damit sich die Sonnenblende vollständig öffnen konnte. Nachdem sich die Schichten entfaltet hatten, musste das Raumfahrzeug sie dann straff ziehen, ein bisschen wie die Segel auf einem Segelboot.

Eine künstlerische Darstellung des vollständig im Weltraum eingesetzten JWST Bild: NASA GSFC/CIL/Adriana Manrique Gutierrez

Der Einsatz des Sonnenschutzes dauerte etwas mehr als eine Woche, etwas länger als ursprünglich geplant. Die NASA hatte den Prozess vorläufig auf etwa sechs Tage festgelegt, aber das JWST-Team legte über das Neujahrswochenende eine Pause ein, um sich auszuruhen und über die Daten zu grübeln, die sie von der Raumsonde erhielten. Es gab auch einige Probleme, an denen sie aufgrund einiger unerwarteter Temperaturmessungen und Geräteprobleme arbeiten mussten. „Wir befinden uns noch in der Kennenlernphase mit dem Teleskop“, sagte Ochs während einer Pressekonferenz am Tag vor dem Ende des Einsatzes. „Orbitale Satelliten werden im Orbit immer ein bisschen anders sein als am Boden.“

„Wir sind noch in der Kennenlernphase mit dem Teleskop.“

Das erste Problem war ein kleines Problem mit den Solaranlagen des JWST, die Strom aus der Sonne erzeugen, die das Teleskop zum Funktionieren benötigt. Eine werkseitige Voreinstellung der Solarzellen begrenzte ihre Leistungsabgabe, aber Northrop Grumman passte die Solarzellen basierend auf den Temperaturen, die sie im Weltraum erlebten, neu an. Das schien das Problem zu beheben, und JWST bekommt jetzt genug Leistung, um richtig zu funktionieren. Das andere Thema drehte sich um die Motoren, die verwendet wurden, um die Sonnenblende zu lösen und die Schichten zu spannen. Sie liefen etwas heißer, als das JWST-Team erwartet hatte, daher richteten die Missionsingenieure das Observatorium leicht neu aus, um das Sonnenlicht zu reduzieren, das sie traf. Das half, die Motoren vor ihrem geplanten Einsatz abzukühlen.

Jetzt, wo die Sonnenblende entfaltet ist, liegen einige der nervenaufreibendsten Momente des JWST-Einsatzes in der Vergangenheit. Die NASA sagt, dass zwischen 70 und 75 Prozent der Single-Point-Failures offiziell abgeschlossen wurden. „Das ist enorm innerhalb der ersten anderthalb Wochen, nachdem die Raumsonde in Betrieb ist“, sagte Ochs während der Pressekonferenz.

Aber es stehen noch andere Meilensteine ​​für die Teleskop. Insbesondere muss das Observatorium noch Segmente seines Hauptspiegels einsetzen, das wichtigste Werkzeug, mit dem es Licht von fernen Galaxien und Sternen sammeln wird. Dieses entscheidende Ereignis soll in ungefähr einer Woche stattfinden, und wie alle bisherigen Bereitstellungen muss es perfekt ausgeführt werden, damit JWST seine Aufgabe erfüllen kann.

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